CEPC上四费米子末态Higgs产生过程的信号背景干涉效应

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1、分类号:单位代码:10140密级:公开学号4031531714:◎LIAONINGUNIVERSITY硕士学位论文THESISFORMASTERDEGREECEPC上四费米子末态Higgs产生过程中文题目:的信号背景干涉效应S-undnceefectonrtiignalbackgrointerfereHiggsoduconpctiowithfourfermionsfinalstatesatCEPCn论文作者:王祎明指导教师:刘魁勇教授专业:原子与分子物理完成时间二○一八

2、年五月:申请辽宁大学硕士学位论文CEPC上四费米子末态Higgs产生过程的信号背景干涉效应Signal-backgroundinterferenceeffectonHiggsproductionwithfourfermionsfinalstatesatCEPC作者:王祎明指导教师:刘魁勇教授专业:原子与分子物理答辩日期:2018年5月26日二○一八年五月·中国辽宁摘要Higgs粒子发现之后,标准模型已基本完整。为了进一步验证标准模型以及探究超出标准模型的新物理现象,下一步一项重要任务是利用高能对撞机对Higgs粒子的参数(如质量,宽度,衰变模式及

3、其分支比,各种产生过程的散射截面等)进行精确的测量,同时要求理论上给出对Higgs粒子这些性质更为精确的计算。随着测量精度的提高,Higgs粒子的众多产生过程中背景和信号过程的干涉项(即信号背景干涉效应)可能给出不容忽略的贡献。另外信号背景干涉效应也能对Higgs质量及宽度的测量产生影响,所以理论上仔细考察这部分的贡献有重要意义。环形正负电子对撞机(CEPC)于2012年由我国物理学家倡导修建,作为Higgs工厂,建成后将对Higgs粒子性质的精确测量做出重要贡献。CEPC上产生Higgs的黄金反应道为Z玻色子协同产生的轫致辐射(Higgsstrah

4、lung)过程,随后Higgs及Z玻色子衰变为相应末态,Z粒子一般通过进行重建。Higgs粒子的衰变模式中,当Higgs质量为125GeV时,衰变为费米子对为主要模式。其中bb为最主要衰变道,分支比为56%;为次重要衰变道,分支比为6%。所以本文针对CEPC上四费米子末态产生过程为例进行研究,计算并得到了eeHbb(/)(Z)两过程中信号背景干涉效应的大小。对于eeHbbZ()()过程,选取Higgs粒子宽度为标准模型下宽度数值4.2MeV时,bb不变质量谱中Higgs产生信号的微分散射截面峰值为3

5、10fb/GeV;对于eeH()(Z)过程,不变质量谱中Higgs产生2的微分散射截面峰值为10fb/GeV。在Higgs质量附近(100MeV)的在壳区域,两过程中的信号背景干涉贡献都在截面数值的千分之一量级,低于目前实验设计的测量精度。另外,一些超出标准模型的新物理模型中,对Higgs宽度的预言有很大的不确定性,为此文中也考察了不同宽度对产生截面的影响。关键词:信号背景干涉效应,Higgs,标准模型,CEPC,四费米子末态IABSTRACTAfterthediscoveryofHiggsparticle,theSt

6、andardModelisbasicallycomplete.InordertofurtherverifythestandardmodelandexplorenewphysicalphenomenabeyondtheStandardModel,thenextimportanttaskistomeasuretheparametersofHiggsparticles(suchasmass,width,decaymodesandtheirbranchingratio,thescatteringcrosssectionsofvariousproduction

7、processes)preciselyusinghigh-energycolliders.Atsametime,moreaccuratecalculationsofthepropertiesofHiggsparticleisrequired.Alongwiththeimprovementofmeasurementprecision,theinterferencetermsbetweenbackgroundandsignalprocess(i.e.signal-backgroundinterferenceeffect)inHiggsproduction

8、maybenottobeignored.Inaddition,thesignal-backgroundint

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