LHC对撞机上荷电top-pion介子产生过程的研究

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1、Studythechargedtop--pionproductionprocessattheLHCcollidersADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceByShichunmeiSupervisor：Prof．WangXueleiMay2011、摘要到目前为止，粒子物理学中描述基本粒子极其相互作用的标准模型(Standa

2、rdModel，简称SM)己得到大量实验很好地证实，然而在解释电弱对称性破缺和质量产生问题时，标准模型还存在平庸性和不自然性等一些问题。最为关键的是对粒子质量起源起关键作用的Higgs粒子依然没能在实验上被观测到。因此，SM只能被认为是一种某个能标以下的低能有效理论，人们有理由怀疑超出标准模型的新物理理论的存在。TC2模型是新物理模型中重要的候选者之一，很好地解释了电弱对称性破缺和top夸克的大质量问题。TC2模型在TeV能标以下预言了一些新粒子，比如赝Goldstone玻色子即top．pions介子(FIfo，H，±)，顶色higgs玻

3、色子即top-higgs(吃o)，和新规范波色子Z’，它们可以看作TC2模型的特征粒子，因此对它们的研究是验证TC2模型很好的方法，也为进一步检验标准模型和区别不同新物理模型开辟了重要的途径。已经运行的大型强子对撞机LHC具有高能量、高亮度的特点，寻找Higgs粒子及标准模型之外的新物理是LHC的一个重要目标。因此对TC2模型开展唯象研究，进而研究带电top．pion的产生机制可以为LHC实验寻找带电top．pion提供有价值的理论指导。本文我们系统地分析了TC2模型下大型强子对撞机LHC上带电top．pion的产生的一些过程，信号主要来

4、源于带电top．pion与第三代夸克的联合产生(tH，一，btH，一)，带电top．pion与w玻色子联合产生(兀，一W+)，及带电top-pion的单独产生。具体过程如下：(1)bg专m，一(2)gg专btH，一(3)bb_H-W+(4)gg专1-It-W+(5)西一n，一专所。数据结果表明这些过程在合理的参数空间内截面能到几个到几百个pb的量级，因此可视为探测TC2模型中带电的top—pion介子比较理想的产生道。关键词：顶色辅助人工色模型，大型强子对撞机，带电的top-pion介子，产生截面ABSTRACTUptonow,inthe

5、ParticlePhysicstheStandardModel(SM)whichdescribestheelementaryparticlesandtheirinteractionshassuccessfullybeentestedbythepresentexperiments．However,themechanismofelectroweaksymmetrybreaking(EWSB)andthesourceofqualityhavenotbeenfullyexplained，andtherearetheproblemsoftrivia

6、lityandunnaturalness，etc．ThethingisthattheHiggswhichplayskeyroleinproducingthemassoftheparticleshasnotbeenfoundattheexperiment．So，theSMcailonlyberegardedasoneeffectivetheoryatlowenergyscale，thustherearereasonstoquestionforpeoplethatthereshouldexistflewphysicsbeyondtheStan

7、dardModelathigherenergy．TheTC2isonemoreidealcandidatesofnewphysicsmodelsbeyondthestandardmodel，itnotonlyinterprettheEWSBandresolvetheproblemofheavytopquark．TheTC2predictssomenewparticles，suchasthepseudoGoldstonebosons，tolypions(1-Ito,rlf2)，top-higgsboson(矗，o)，andthenowgau

8、geboson(Z’)，whichcanbeseenasthetypicalparticlesoftheTC2model．Thereforeweareableto州母theTC2modelby