最小Higgs模型预言的规范玻色子在ILC上的可能物理信号

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尽管标准模型是比较成功的理论,但是它的标量部分却带来了自由参数较多、平庸性、不自然性等自身难以解决的问题.因此标准模型仅是一种低能有效理论,在标准模型之外应该有新物理存在.小Higgs理论是近几年比较流行的理论.其中,最小Higgs(LH)模型最简单地实现了小Higgs理论的基本思想.除了标准模型中的粒子外,LH模型还预言了质量为TeV量级的重规范玻色子ZH、BH和WH±,重夸克T以及三重态标量粒子Φ.本文主要讨论了重规范玻色子ZH、BH在国际高能直线对撞机(ILC)上产生的可能物理信号,为在将来的高能实验中探测LH模型存在的物理迹象提供一些理论依据和指导. 我们首先在第四章研究了在ILC上通过e+e-→t-t过程探测BH、ZH的可能性.结果表明,在LH模型的大多数参数空间内,BH对t-t产生截面的相对修正参数RBH的绝对值大于5﹪;当1TeV≤MZH≤1.5TeV,0.3≤c≤0.5时,ZH对t-t产生截面的相对修正参数RZH的绝对值也大于5﹪.如果对正负电子采取适当的极化,就可以进一步提高这种修正,在将来的ILC实验中能够探测到BH、ZH的信号.然而,BH、ZH在大多数参数空间内对前后不对称性参量AFB(t-t)的修正较小,只是在较小的参数空间内才有可能在将来ILC上的实验中产生可观测的信号. 其次,我们在第五章分别讨论了LH模型对e+e-→-tc+t-c、e+e-→(-tc+t-c)ve-ve和e-γ→e--tc过程的贡献,研究能否在将来ILC上通过top-charm夸克的联合产生探测到味道改变中性流(FCNC)。结果表明,e+e-→(-tc+t-c)ve-ve和e-γ→e--tc过程的截面在整个参数空间内都很小,很难在将来ILC上的实验中产生可观测的信号.而e+e-→-tc+t-c过程top-charm夸克联合产生的截面在部分参数空间内约为1.2×10-2fb.但是,当质心能量√S≈MZH,LH模型对该截面的贡献主要来自于耦合ZH-tc,且出现共振峰.例如,当√S≈MZH=1TeV、1.5TeV、2TeV,截面的值分别为16.8fb、7.7fb、4.4fb.这样,在质心能量√S≥1TeV,年积分亮度为500fb-1的ILC上,每年可产生几百到几千个top-charm夸克事例.因此,在将来ILC上能够通过e+e-→-tc+t-c过程探测到LH模型所预言的FCNC信号,同时通过ZH对此过程产生的共振效应,也可以探测到重规范玻色子ZH. 总之,我们的研究结果表明在LH模型合理的参数空间内,重规范玻色子BH、ZH能够对本文所讨论的一些物理过程产生较大的修正,并有可能在将来的ILC上通过这些过程探测到它们存在的信号.
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