CEPC上四费米子末态Higgs产生过程的信号背景干涉效应

发布时间：2020-04-09 21:18

【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(Higgsstrahlung)过程,随后Higgs及Z玻色子衰变为相应末态,Z粒子一般通过μ~+μ~-进行重建。Higgs粒子的衰变模式中,当Higgs质量为125 GeV时,衰变为费米子对为主要模式。其中b(?)为最主要衰变道,分支比为56%;τ~+τ~-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e~+e~-→H(b(?)/τ~+τ~-)Z(μ~+μ~-)两过程中信号背景干涉效应的大小。对于e~+e~-→H(b(?))Z(μ~+μ~-)过程,选取Higgs粒子宽度为标准模型下宽度数值4.2 MeV时,b(?)不变质量谱中Higgs产生信号的微分散射截面峰值为10~3 fb/GeV;对于e~+e~-→H(τ~+τ~-)Z(μ~+μ~-)过程,τ~+τ~-不变质量谱中Higgs产生的微分散射截面峰值为10~2 fb/GeV。在Higgs质量附近(±100 MeV)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。
【图文】：

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双环）和线形对撞机两大类 5 。子对撞机 LHC欧洲核子研究中心 CERN 建造的全长共 27 公里的运行。LHC 是质心系能量高达 14 TeV 的质子反质子到 7 TeV，让质子和质子发生总能量达 14 TeV 的对机会直接观察这一级别能标的物理现象。LHC 的主每组负责不同研究。其中的两个实验组 ATLAS 和粒子和新物理现象的研究。终于 2012 年 7 月 4 日，C界的研究成果：发现性质特征类似于标准模型预言除‘Higgs 粒子’，超对称理论预言的一些已知粒子C 中现身。此外，LHC 可能还会发现超维存在的证据检测到空间的额外维度。LHC 的工作温度大约在 2度（ 270.5 C 左右）还要低，是地球上最冷的地方

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扩展到 1 TeV。 80 年代末至 90 年代初，物理学家开始了对 ILC 的设的加速技术，并且在接下来的十年里，不断完善和评几个高能专家组成了国际技术推荐小组(ITRP)，，在对决定采用由德国汉堡电子同步加速器开发中心 DESY组的技术提案。根据该方案，正电子和负电子将通真空腔，当冷却至超低温度时会产生超导现象，此时碍。同时超导现象会在真空腔内产生强烈的射频振荡10 亿次。正电子和负电子就在这种不断振荡的电场中案被称为超导射频（SCRF） 6 。ILC 的设计方案和作还在有条不紊的进行中。2005 年 3 月，国际未来州理工学院 LIGO 实验室主任 Barry Barish 教授为全。2007 年 8 月，ILC 参考设计报告发布 7 ，之后从事了详细的 ILC 设计报告 8 ，并于 2013 年 6 月发布。
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O572.2

【参考文献】