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1、中圈紳孽艘求犬謄博士學(xué)位論文萬方數(shù)據(jù)高能對撞機(jī)上Higgs粒子伴隨產(chǎn)生的精確研究作者姓名：學(xué)科專業(yè)：導(dǎo)師姓名：完成時(shí)間：二Q二垂生亙旦一粒一一I嘲孵萬方數(shù)據(jù)UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor’SdegreeTheprecisionstudyOilHiggsbosonassociatedproductionathighenergycollidersAuthor：SpecialitySupervisorZhangYuPar
2、ticlePhysicsandNuclearPhysicsProf。Ma％n—CanAsso．Prof．ZhangRen—YouFinishedTime：May)2015萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。除己特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含任何他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同工作的同志對本研究所做的貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明。作者簽名：恥簽字日期：絲匿：!：j中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明作為申
3、請學(xué)位的條件之一，學(xué)位論文著作權(quán)擁有者授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)擁有學(xué)位論文的部分使用權(quán)，即：學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱，可以將學(xué)位論文編入《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》等有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本人提交的電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定。d公開口保密年作者簽名：簽字日期：逸!至：i：I導(dǎo)師簽名：萬方數(shù)據(jù)摘要一直以來，粒子物理學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)言都能與高能物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果很
4、好的吻合，因此標(biāo)準(zhǔn)模型是迄今為止最成功的理論模型之一。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，通過Higgs機(jī)制的引入實(shí)現(xiàn)了電弱對稱性自發(fā)破缺，并賦予了基本粒子質(zhì)量以及預(yù)言了標(biāo)準(zhǔn)模型希格斯(Higgs)粒子的存在。隨著2012年7月份歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)上的ATLAS和CMS兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組同時(shí)宣布找到了一個(gè)質(zhì)量在126GeV附近的新的中性玻色子，粒子物理又向前邁出了巨大的一步。這個(gè)新的玻色子后來被證實(shí)是Higgs粒子。對于這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的Higgs玻色子的粒子屬性更精確的測量還在進(jìn)行中。但是現(xiàn)有的數(shù)據(jù)均表明它很有可能就是
5、標(biāo)準(zhǔn)模型的Higgs粒子。所以未來高能對撞機(jī)上一個(gè)重要的任務(wù)就是研究以及測量這個(gè)粒子的自然屬性，并最終確定它是否真是標(biāo)準(zhǔn)模型的Higgs玻色子。強(qiáng)子對撞機(jī)上復(fù)雜且強(qiáng)大的強(qiáng)子背景使其在對粒子屬性的精確測量有一定的局限性。因此人們將對Higgs粒子屬性更高精度測量的希望寄托在正在籌建的國際直線對撞機(jī)(ILC)上。ILC采用正負(fù)電子對撞模式，具有干凈的背景以及較高的測量精度。在Higgs粒子的自然屬性中，對其衰變寬度以及可能衰變道的衰變分支比的確定是極其重要的。H一77的衰變寬度對于模型具有極強(qiáng)的依賴性，任何理
6、論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差都有可能預(yù)示著標(biāo)準(zhǔn)模型以外新物理的存在。在本論文的第三章中，我們對在ILC上e+e—jZ3'3'產(chǎn)生過程進(jìn)行了深入的研究。該過程是測量Hj77衰變寬度時(shí)最嚴(yán)重且不可約的背景過程之一，同時(shí)它還可以用來研究規(guī)范玻色子的耦合。在標(biāo)準(zhǔn)模型框架下，我們提供了ILC上雙光子伴隨Z玻色子產(chǎn)生過程完整的單圈階電弱(EW)修正，并給出了領(lǐng)頭階(LO)和次領(lǐng)頭階(NLO)電弱修正的總散射截面和末態(tài)產(chǎn)物的運(yùn)動(dòng)學(xué)分布。我們通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)NLOEW的相對修正對相空間具有很強(qiáng)的依賴。通過對信號過程e+e一--+ZH-
7、-+Z，y7以及背景過程e+e—jZ7，y的末態(tài)產(chǎn)物重要的運(yùn)動(dòng)學(xué)分布的研究和比較，我們發(fā)現(xiàn)如果對末態(tài)產(chǎn)物選取適當(dāng)?shù)南嗫臻g截?cái)啵敲幢尘斑^程的事例就能被明顯地減少。Higgs粒子與頂夸克的Yukawa耦合可以清晰地顯示出電弱對稱性自發(fā)破缺中可能的相互作用機(jī)制，一直以來都得到了實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家和理論物理學(xué)家極大的關(guān)注。高能強(qiáng)子對撞機(jī)上Higgs玻色子伴隨頂夸克對產(chǎn)生過程領(lǐng)頭階的截面直接正比于頂夸克的Yukawa耦合常數(shù)的平方，這就為頂夸克Yukawa耦合的直接測量和研究提供了獨(dú)一無二的途徑。在本論文的第四章，我們
8、報(bào)告了在標(biāo)準(zhǔn)模型中對于矽矽oHtt并伴隨頂夸克衰變的NLOQCD以及NLOEW修正的計(jì)算。我們給出了在對撞能量為14TeV的LHC甚至未來對撞能量分別為33和100T∈IV的質(zhì)子一質(zhì)子對撞機(jī)上總的散射截面。我們給出了矽p斗Hf手oHW+掃W一易+XoHl+l—bbvo+X過程的末態(tài)產(chǎn)物的一些運(yùn)動(dòng)T萬方數(shù)據(jù)摘要學(xué)分布。我們發(fā)現(xiàn)在一些運(yùn)動(dòng)學(xué)區(qū)域中，NL0EW的相對修正與NLOQCD在數(shù)值上是差不多的。本論文的創(chuàng)新之處主要有以下幾點(diǎn)
