最小超对称模型及其扩展中的半退耦效应研究

发布时间：2020-09-24 12:28

　　 粒子物理标准模型成功的统一并描述了电磁相互作用,弱相互作用和强相互作用,并涵盖了所有已知的基本粒子。随着顶夸克、τ中微子和Higgs玻色子的发现,标准模型的预言一步步被证实,其理论指导地位也不可撼动。虽然标准模型在理论上是自洽的,并且已经在提供实验预测方面取得了巨大的成功,但仍存在一些不足,比如它存在“规范等级”问题,也没能提供暗物质和暗能量的候选者等。这表明我们应在标准模型的基础上进行扩充,寻找超出标准模型的新物理,超对称理论就是标准模型扩充的一个重要方向。本文以最小超对称模型(MSSM)为基础,讨论了Higgs粒子质量及相关应用,并对MSSM和其扩展模型进行了系统的研究。我们在MSSM的基础上引入矢量粒子,称其为带有矢量粒子的最小超对称模型(MSSMV)。MSSM通过超对称性质解决了标准模型的“规范等级”问题,并预言了轻的中性Higgs玻色子h~0质量只能通过辐射修正超过Z玻色子的质量。现在以提升h~0质量为主要动机已经发展了一些扩展超对称的模型。比如一些研究第四代夸克或轻子的模型,但在超对称的框架下,为了避免实验上寻找超对称粒子的限制,第四代的夸克质量就会太重而破坏微扰论,并且会被电弱参数的限制排除,且超对称规范耦合系数的统一也不能实现,这些问题可以通过引入额外的矢量粒子来解决,如果矢量超多重态中的标量粒子比费米子重,其对m_(h0)就有一个正的修正。通过研究我们发现:1、MSSMV中Higgs质量的一圈修正主要依赖于夸克、标夸克之间的质量劈裂和标夸克之间的质量劈裂,这导致了半退耦效应,即当夸克和标夸克一轻一重,或标夸克二重态质量劈裂很大时,重的粒子退耦,但轻的粒子还对Higgs质量有大的贡献。2、在MSSMV中存在着参数空间,使得类标准模型的Higgs质量达到LHC实验结果125GeV,模型实现了提高Higgs质量的主要目标。3、在MSSMV允许的参数空间内,存在质量为几百个GeV的类矢量夸克,可能会在将来的LHC上观测到。
【学位单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：O572.2

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本文编号：2825724