由广义反常传递的一种特殊偏转机制导出的次最小超对称标准模型
发布时间：2020-07-11 16:45
【摘要】：标准模型是将电弱理论与量子色动力学结合起来的理论模型,是描述自然界中三种作用力(电磁、弱以及强相互作用力,引力除外)的理论框架。过去几十年对标准模型进行了许多精确测量,几乎都证实了标准模型可以很好的描述电弱相互作用以及强相互作用。该模型最后一个未被发现的粒子——Higgs在2012年7月在欧洲核子中心宣布在大型强子对撞机LHC(the CERN Large Hadron Collider,LHC)上发现,至此,粒子物理标准模型可以算是非常完善了。虽然标准模型已经很完善,然而仍然有一些问题在标准模型中并不能得到令人满意的答案,比如:在标准模型中,电弱与强相互作用的规范耦合不能统一;标准模型要给出125GeV Higgs需要极其不自然的精细调节;标准模型不能提供暗物质的候选者;还有中微子质量问题以及μ子反常磁矩问题等等。为了解决标准模型遇到的这些问题,物理学家们对标准模型进行了许多扩充,其中最流行的是对标准模型的超对称扩充,比较简单的超对称模型是在对标准模型的对称群进行最小超对称扩充得到的最小超对称标准模型(MSSM),以及为了解决MSSM中遇到的所谓“μ问题”而增加了一个额外单态场得到的次最小超对称标准模型(NMSSM),等等。这些模型为标准模型遇到的问题的解决提供了很好的方案。本文的主要工作是对由广义反常传递的一种特殊偏转机制得到的次最小超对称标准模型的研究。在次最小超对称标准模型的超势的卡勒势中加入新的全纯项,引入新的媒介场与物质场相互作用,偏转反常传递的轨迹,得到正的标量轻子质量。在本方案中,能够更容易地给出电弱对称性破缺,得到软超对称破缺谱,给出125GeV的Higgs粒子,以及就μ子反常磁矩给出NMSSM的贡献,而且提供了能满足直接与间接探测的暗物质候选者。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O572.2
【图文】：
图 1.1：标量场 在μ > 0 左图 ， < 0(右图)情况下的势能图。当μ < 0时，势能的最小值出现在 = μ + = 0， 0| |0 ≡ = ≡ ，如图 1.1 的右图。我们称这个值±ν ≡ 0| |0 标量场φ的真空期待值。此时，L 就不再是质量为μ的粒子的拉矢量了，为了解释理论的正确性，在极小值ν附近定义场σ为：φ = ν + σ。那么新场的拉矢量应该为： =12 ( ) 4+ . (2.2.2)这是质量m = 2μ 的标量场的拉矢量，其中σ 和 是标量场的自相互作用项。因为有σ 的项，所以镜像对称自然就破缺了。这是最简单的对称性自发破缺的例子。接下来不妨考虑一点儿复杂些的情况——四标量场 , = 0,1,2,3。拉矢量为： =12 12( ) 14( ) (2.2.3)它是在在四维转动群O(4)的变化下不变的，对于任何的正交矩阵 R都有 ( ) = ( )。仍然令μ < 0，势能在 = ≡ 处有最小值，当然ν就是真空期待
= 12+ ( ) + (12+16+ . .) (3.3.17)3.3.3 NMSSM 中的 muon g-2μ子反常磁矩[8,9]是一个研究可能偏离标准模型的非常有价值量子效应。μ的磁矩定义为：= ge2m(3.3.18)其中 m是μ子的质量，e是电荷数，s是其自旋，g是旋磁比（根据经典能级的狄拉克方程，g=2）。然而量子效应会使这个值有所偏移，这个偏移就叫反常磁矩：a ≡12( 2) (3.3.19)标准模型对μ子反常磁矩的单圈修正贡献[34,35]具体见图：
这就保证了由单态场真空期待值决定的媒介场的质量不会改变基于 Fφ的初始AMSB 预测。单态场的真空期待值的区间应该是：10 < < 10（可以与f 的实验限制[76]一致）。具有极强模型依赖性的轴微子的质量既可以比 SUSY 标度小得多，也可以比 SUSY 标度大得多。一些模型预测的m 跟引力子的超对称伴子（引力微子）3/2m[76]的质量在同一能级，然而 SUSY 全局自发破缺预测的m 的能级应该在(M / )[77]。所以，轴微子质量作为一个自由参数，假设轴微子的相互作用可以在U(1) 对称性下得到。如果轴微子比较重，最轻的 neutralino就是暗物质候选者；如果轴微子是 LSP（最轻的超对称粒子），那么轴微子就可以作为了暗物质候选者，带有色荷或者电荷的 NLSP（次轻的超对称粒子）能衰变到轴微子且能非热地给出轴子暗物质残留密度。下面基于 LSP 的性质对我们的数值结果进行讨论：
本文编号：2750663
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O572.2
【图文】：
图 1.1：标量场 在μ > 0 左图 ， < 0(右图)情况下的势能图。当μ < 0时，势能的最小值出现在 = μ + = 0， 0| |0 ≡ = ≡ ，如图 1.1 的右图。我们称这个值±ν ≡ 0| |0 标量场φ的真空期待值。此时，L 就不再是质量为μ的粒子的拉矢量了，为了解释理论的正确性，在极小值ν附近定义场σ为：φ = ν + σ。那么新场的拉矢量应该为： =12 ( ) 4+ . (2.2.2)这是质量m = 2μ 的标量场的拉矢量，其中σ 和 是标量场的自相互作用项。因为有σ 的项，所以镜像对称自然就破缺了。这是最简单的对称性自发破缺的例子。接下来不妨考虑一点儿复杂些的情况——四标量场 , = 0,1,2,3。拉矢量为： =12 12( ) 14( ) (2.2.3)它是在在四维转动群O(4)的变化下不变的，对于任何的正交矩阵 R都有 ( ) = ( )。仍然令μ < 0，势能在 = ≡ 处有最小值，当然ν就是真空期待
= 12+ ( ) + (12+16+ . .) (3.3.17)3.3.3 NMSSM 中的 muon g-2μ子反常磁矩[8,9]是一个研究可能偏离标准模型的非常有价值量子效应。μ的磁矩定义为：= ge2m(3.3.18)其中 m是μ子的质量，e是电荷数，s是其自旋，g是旋磁比（根据经典能级的狄拉克方程，g=2）。然而量子效应会使这个值有所偏移，这个偏移就叫反常磁矩：a ≡12( 2) (3.3.19)标准模型对μ子反常磁矩的单圈修正贡献[34,35]具体见图：
这就保证了由单态场真空期待值决定的媒介场的质量不会改变基于 Fφ的初始AMSB 预测。单态场的真空期待值的区间应该是：10 < < 10（可以与f 的实验限制[76]一致）。具有极强模型依赖性的轴微子的质量既可以比 SUSY 标度小得多，也可以比 SUSY 标度大得多。一些模型预测的m 跟引力子的超对称伴子（引力微子）3/2m[76]的质量在同一能级，然而 SUSY 全局自发破缺预测的m 的能级应该在(M / )[77]。所以，轴微子质量作为一个自由参数，假设轴微子的相互作用可以在U(1) 对称性下得到。如果轴微子比较重，最轻的 neutralino就是暗物质候选者；如果轴微子是 LSP（最轻的超对称粒子），那么轴微子就可以作为了暗物质候选者，带有色荷或者电荷的 NLSP（次轻的超对称粒子）能衰变到轴微子且能非热地给出轴子暗物质残留密度。下面基于 LSP 的性质对我们的数值结果进行讨论：
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 B.Lee Roberts;;Status of the Fermilab muon (g-2) experiment[J];中国物理C;2010年06期
本文编号：2750663
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