Эффекты новой физики в моделях с расширенной цветовой симметрией (1105397)
Текст из файла
Íà ïðàâàõ ðóêîïèñèÌÀÐÒÛÍΠÌÈÕÀÈË ÂÈÊÒÎÐÎÂÈ×Ýôôåêòû íîâîé ôèçèêè â ìîäåëÿõñ ðàñøèðåííîé öâåòîâîé ñèììåòðèåéÑïåöèàëüíîñòü 01.04.02 òåîðåòè÷åñêàÿ ôèçèêàÀÂÒÎÐÅÔÅÐÀÒäèññåðòàöèè íà ñîèñêàíèå ó÷åíîé ñòåïåíèêàíäèäàòà ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóêßðîñëàâëü 2012Ðàáîòà âûïîëíåíà íà êàôåäðå Òåîðåòè÷åñêîé ôèçèêè ßðîñëàâñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãîóíèâåðñèòåòà èì. Ï. Ã. Äåìèäîâà.Íàó÷íûé ðóêîâîäèòåëü:Ñìèðíîâ Àëåêñàíäð Äìèòðèåâè÷,äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîð,ßðîñëàâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò.Îôèöèàëüíûå îïïîíåíòû:Âîëîáóåâ Èãîðü Ïàâëîâè÷,äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê, â.í.ñ.,ÎÒÔÂÝ ÍÈÈßÔ ÌÃÓ, ã. Ìîñêâà;Ôàóñòîâ Ðóäîëüô Íèêîëàåâè÷,äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîð,ÂÖ ÐÀÍ, ã. Ìîñêâà.Âåäóùàÿ îðãàíèçàöèÿ:Ôåäåðàëüíîå ãîñóäàðñòâåííîå áþäæåòíîå ó÷ðåæäåíèå íàóêè ¾Èíñòèòóò ÿäåðíûõ èññëåäîâàíèé Ðîññèéñêîé àêàäåìèè íàóê¿.Çàùèòà ñîñòîèòñÿ ¾¿2012 ã.
â÷àñîâ íà çàñåäàíèè äèññåð-òàöèîííîãî ñîâåòà Ä 501.002.10 ïðè Ìîñêîâñêîì ãîñóäàðñòâåííîì óíèâåðñèòåòå èìåíèÌ.Â.Ëîìîíîñîâà ïî àäðåñó: 119991, Ìîñêâà, ÃÑÏ-1, Ëåíèíñêèå ãîðû, ÌÃÓ, ôèçè÷åñêèéôàêóëüòåò, àóäèòîðèÿ ÑÔÀ.Ñ äèññåðòàöèåé ìîæíî îçíàêîìèòüñÿ â Îòäåëå äèññåðòàöèé Íàó÷íîé áèáëèîòåêè ÌÃÓèìåíè Ì.Â.Ëîìîíîñîâà (Ëîìîíîñîâñêèé ïðîñïåêò ä.27).Àâòîðåôåðàò ðàçîñëàí ¾¿2012 ã.Îòçûâû è çàìå÷àíèÿ ïî àâòîðåôåðàòó â äâóõ ýêçåìïëÿðàõ, çàâåðåííûå ïå÷àòüþ, ïðîñüáà âûñûëàòü ïî âûøåóêàçàííîìó àäðåñó íà èìÿ ó÷åíîãî ñåêðåòàðÿ äèññåðòàöèîííîãî ñîâåòà.Ó÷åíûé ñåêðåòàðüäèññåðòàöèîííîãî ñîâåòà Ä 501.002.10,äîêòîð ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîðÏîëÿêîâ Ï.
À.Îáùàÿ õàðàêòåðèñòèêà ðàáîòûÖåëü äèññåðòàöèîííîé ðàáîòû. Íàñòîÿùàÿ äèññåðòàöèÿ ïîñâÿùåíà òåîðåòè÷åñêîìó èññëåäîâàíèþ âîçìîæíûõ ýôôåêòîâ ÷åòûðåõöâåòîâîé ñèììåòðèè êâàðêîâ è ëåïòîíîâ è ýôôåêòîâ êèðàëüíîé öâåòîâîé ñèììåòðèè êâàðêîâ ïðè âûñîêèõ è óìåðåííûõ (äîñòèæèìûõíà Òýâàòðîíå è LHC) ýíåðãèÿõ. Èññëåäóþòñÿ âîçìîæíûå âêëàäû íîâûõ ñêàëÿðíûõ è êàëèáðîâî÷íûõ ÷àñòèö, ïðåäñêàçûâàåìûõ óêàçàííûìè ñèììåòðèÿìè, â íàáëþäàåìûå âåëè÷èíû è âîçìîæíîñòè ïðîÿâëåíèÿ òàêèõ ÷àñòèö íà Òýâàòðîíå è LHC. îñíîâå äèññåðòàöèè ëåæàò ðåçóëüòàòû ðàáîò, âûïîëíåííûõ àâòîðîì â 2007-2012 ãã.
âßðîñëàâñêîì ãîñóäàðñòâåííîì óíèâåðñèòåòå.Èññëåäîâàíèÿ âûïîëíÿëèñü â ðàìêàõ ðåàëèçàöèè ïðîåêòîâ Ï-2496 è Ï-795 Ôåäåðàëüíîé öåëåâîé ïðîãðàììû "Íàó÷íûå è íàó÷íî-ïåäàãîãè÷åñêèå êàäðû èííîâàöèîííîé Ðîññèè".Àêòóàëüíîñòü ðàáîòû. Ñòàíäàðòíàÿ ìîäåëü (ÑÌ) ýëåêòðîñëàáîãî è ñèëüíîãî âçàèìîäåéñòâèé, îñíîâàííàÿ íà êàëèáðîâî÷íîé ãðóïïåGSM = SUc (3) × SUL (2) × U (1),(1)äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè ïîêàçûâàåò õîðîøåå ñîãëàñèå ñ ýêñïåðèìåíòîì è èìååò âûñîêóþïðåäñêàçàòåëüíóþ ñïîñîáíîñòü. Âìåñòå ñ òåì èìååòñÿ ðÿä ñîîáðàæåíèé, óêàçûâàþùèõ íàòî, ÷òî Ñòàíäàðòíàÿ ìîäåëü, ïî-âèäèìîìó, íå ÿâëÿåòñÿ îêîí÷àòåëüíîé ôóíäàìåíòàëüíîéòåîðèåé, à ëèøü íèçêîýíåðãåòè÷åñêèì ïðåäåëîì íåêîòîðîé áîëåå ôóíäàìåíòàëüíîé òåîðèè, è ïîèñêè âîçìîæíûõ ðàñøèðåíèé ÑÌ ñîñòàâëÿþò îäíî èç íàïðàâëåíèé èññëåäîâàíèéñîâðåìåííîé ôèçèêè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö.Ñðåäè âîçìîæíûõ ðàñøèðåíèé ÑÌ ðàññìàòðèâàëèñü ìîäåëè Âåëèêîãî îáúåäèíåíèÿ(GUT), ñóïåðñèììåòðè÷íûå ìîäåëè, ëåâî-ïðàâî-ñèììåòðè÷íûå SUL (2) × SUR (2) × U (1) ìîäåëè, ìîäåëè ñ äâóìÿ õèããñîâñêèìè äóáëåòàìè, ìîäåëè Òåõíèöâåòà (Technicolor), LittleHiggs-ìîäåëè è äð.
Ñðåäè òàêèõ ìîäåëåé íàèáîëüøèé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿþò ìîäåëè, ïðåäñêàçûâàþùèå ýôôåêòû íîâîé ôèçèêè, äîñòóïíûå èõ íåïîñðåäñòâåííîé ýêñïåðèìåíòàëüíîéïðîâåðêå ïðè ýíåðãèÿõ äåéñòâóþùèõ óñêîðèòåëåé è óñêîðèòåëåé áëèæàéøåãî áóäóùåãî.Îñîáî èíòåðåñíûìè ïðåäñòàâëÿþòñÿ ìîäåëè, îñíîâàííûå íà íåêîòîðûõ åñòåñòâåííûõðàñøèðåíèÿõ ñèììåòðèè ÑÌ (1) (óïîìÿíóòûå âûøå ñóïåðñèììåòðèÿ, ïðàâàÿ SUR (2)-ñèììåòðèÿ è äð.), ýêñïåðèìåíòàëüíûå ñëåäñòâèÿ êîòîðûõ ìîãóò áûòü ïðîâåðåíû íà äåéñòâóþùèõ è áóäóùèõ êîëëàéäåðàõ. Ñðåäè òàêèõ ðàñøèðåíèé îòìåòèì äâà ðàñøèðåíèÿ ÑÌ,3îñíîâàííûõ íà äâóõ âîçìîæíûõ ðàñøèðåíèÿõ ãðóïïû SUc (3) öâåòîâîé ñèììåòðèè êâàðêîâ.Ïåðâîå ðàñøèðåíèå ÑÌ îñíîâàíî íà èäåå Ïàòè-Ñàëàìà [1] î âîçìîæíîé ÷åòûðåõöâåòîâîé ñèììåòðèè ìåæäó êâàðêàìè è ëåïòîíàìè, ðàññìàòðèâàþùåé ëåïòîíû êàê êâàðêè÷åòâåðòîãî öâåòà.
Ýòà ñèììåòðèÿ ðàñøèðÿåò ãðóïïó SUc (3) äî ãðóïïû ÷åòûðåõöâåòîâîéñèììåòðèè Gc (4) êâàðêîâ è ëåïòîíîâ, êîòîðàÿ â ïðîñòåéøåì ñëó÷àå èìååò âåêòîðíûé õàðàêòåð SUV (4)Gc (4) = SUV (4) → SUc (3)(2)è ñïîíòàííî íàðóøàåòñÿ äî ãðóïïû SUc (3) íà íåêîòîðîì ýíåðãåòè÷åñêîì ìàñøòàáå Mc .Ïðè ñâîåì ìèíèìàëüíîì îáúåäèíåíèè ñ ñèììåòðèåé ÑÌ íà îñíîâå êàëèáðîâî÷íîé ãðóïïûGMQLS = SUV (4)×SUL (2)×UR (1)(3)ñ õèããñîâñêèì ìåõàíèçìîì ðàñùåïëåíèÿ ìàññ êâàðêîâ è ëåïòîíîâ (ìèíèìàëüíàÿ êâàðêëåïòîí-ñèììåòðè÷íàÿ ìîäåëü ÌÊËÑ-ìîäåëü [2, 3]), ÷åòûðåõöâåòîâàÿ ñèììåòðèÿ ïðåäñêàçûâàåò â êàëèáðîâî÷íîì ñåêòîðå âåêòîðíûå ëåïòîêâàðêè Vα è äîïîëíèòåëüíûé íåéòðàëüíûé Z 0 -áîçîí, à â ñêàëÿðíîì ñåêòîðå íîâûå SUL (2)-äóáëåòû ñêàëÿðíûõ ÷àñòèö (±)öâåòîâûå òðèïëåòû ñêàëÿðíûõ ëåïòîêâàðêîâ Saα , öâåòîâûå îêòåòû ãðóïïû SUc (3), òàêíàçûâàåìûå ñêàëÿðíûå ãëþîíû Fai , è äîïîëíèòåëüíûé áåñöâåòíûé ñêàëÿðíûé äóáëåò Φ0a(a = 1, 2 è α = 1, ..., 3, i = 1, ..., 8 SUL (2) è SUc (3) èíäåêñû ñîîòâåòñòâåííî) [24].Âòîðîå âîçìîæíîå ðàñøèðåíèå Ñòàíäàðòíîé ìîäåëè îñíîâàíî íà èäåå èçíà÷àëüíî êèðàëüíîãî õàðàêòåðà öâåòîâîé ñèììåòðèè êâàðêîâ, ò.å.
íà ãðóïïå êèðàëüíîé öâåòîâîé ñèììåòðèè êâàðêîâGc = SUL (3)×SUR (3) → SUc (3),(4)êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ òî÷íîé ïðè âûñîêèõ ýíåðãèÿõ è íàðóøåíà äî îáû÷íîé SUc (3) ïðè íèçêèõ ýíåðãèÿõ. Êèðàëüíî-öâåòîâûå ìîäåëè [57] â ïðîñòåéøåì ñëó÷àå gL = gR â äîïîëíåíèåê îáû÷íîìó áåçìàññîâîìó ãëþîíó Gµ ïðåäñêàçûâàþò ñóùåñòâîâàíèå íîâîãî îêòåòíîãî ïîöâåòó êàëèáðîâî÷íîãî áîçîíà, àêñèãëþîíà GAµ ñ ìàññîé mGA , àêñèàëüíî-âåêòîðíûì îáðàçîì âçàèìîäåéñòâóþùåãî ñ êâàðêàìè ñ êîíñòàíòîé ñâÿçè, ðàâíîé êîíñòàíòå ñèëüíîãîâçàèìîäåéñòâèÿ gs , è èìåþùåãî øèðèíó ΓGA ≈ 0.1mGA [8].
 îáùåì ñëó÷àå ïðè gL 6= gRñèììåòðèÿ (4) ïðåäñêàçûâàåò ñóùåñòâîâàíèå äîïîëíèòåëüíîãî êàëèáðîâî÷íîãî G0 -áîçîíàñ âåêòîðíîé è àêñèàëüíî-âåêòîðíîé êîíñòàíòàìè âçàèìîäåéñòâèÿ ñ êâàðêàìè.4Òàêèì îáðàçîì, îáà ýòèõ ðàñøèðåíèÿ îáîáùàþò îáû÷íóþ òðåõöâåòîâóþ êâàðêîâóþñèììåòðèþ âåêòîðíîãî òèïà (êâàíòîâàÿ õðîìîäèíàìèêà) è ïðåäñêàçûâàþò íîâûå ÷àñòèöûâ êàëèáðîâî÷íîì ñåêòîðå (êàëèáðîâî÷íûå ëåïòîêâàðêè è Z 0 -áîçîí(û) ïðè ÷åòûðåõöâåòîâîì ðàñøèðåíèè è G0 -áîçîí (â ÷àñòíîì ñëó÷àå, àêñèãëþîí) â ñëó÷àå êèðàëüíîãî ðàñøèðåíèÿ) à òàêæå íîâûå ÷àñòèöû â ñêàëÿðíîì ñåêòîðå, ÿâëÿþùèåñÿ äóáëåòàìè ýëåêòðîñëàáîéãðóïïû SUL (2) è ñïåöèôè÷åñêèì îáðàçîì (ïðåèìóùåñòâåííî ñ òðåòüèì ïîêîëåíèåì) âçàèìîäåéñòâóþùèå ñ êâàðêàìè è ëåïòîíàìè. Êàê ïîêàçûâàåò àíàëèç, íåêîòîðûå èç ýòèõ÷àñòèö ìîãóò áûòü ëåãêèìè, ñ ìàññàìè ïîðÿäêà è íèæå 1 ÒýÂ, è ïðèâîäèòü ê íîâûì ýôôåêòàì, äîñòóïíûì äëÿ íàáëþäåíèÿ íà LHC. Èññëåäîâàíèå ñâîéñòâ ýòèõ ÷àñòèö â ñâÿçèñ ïðîäîëæàþùèìñÿ àíàëèçîì ðåçóëüòàòîâ ýêñïåðèìåíòîâ, âûïîëíåííûõ íà Òýâàòðîíå, èïðîâîäèìûìè è ïðåäñòîÿùèìè ýêñïåðèìåíòàìè íà LHC ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ.
Èìåþùèåñÿ îòêëîíåíèÿ â àñèììåòðèè âïåðåä-íàçàä AFB â ïðîöåññå ðîæäåíèÿ tt̄-ïàð, èçìåðåííîéíà Òýâàòðîíå ãðóïïàìè CDF è D0, îò ïðåäñêàçàíèé ÑÌ äîïîëíèòåëüíî ñòèìóëèðóþò èññëåäîâàíèÿ â äàííîé îáëàñòè.Íàó÷íàÿ íîâèçíà è ïðàêòè÷åñêàÿ öåííîñòü ðàáîòû.  ðàáîòå âû÷èñëåíî è ïðîàíàëèçèðîâàíî ïîëíîå ñå÷åíèå ðîæäåíèÿ ñêàëÿðíûõ ãëþîíîâ F â pp-ñòîëêíîâåíèÿõ íà LHC âçàâèñèìîñòè îò èõ ìàññû è âïåðâûå îáñóæäåíû íåîáõîäèìûå äëÿ èõ ïîèñêà äîìèíèðóþùèå ðàñïàäû ýòèõ ÷àñòèö â ÌÊËÑ-ìîäåëè. Ïîêàçàíî, ÷òî ïðè ìàññàõ ñêàëÿðíûõ ãëþîíîâmF . 990 Ãý âîçìîæíî íàáëþäåíèå ýòèõ ÷àñòèö íà LHC.Âïåðâûå ïîëó÷åíû â äðåâåñíîì ïðèáëèæåíèè è ïðîàíàëèçèðîâàíû âêëàäû ïðåäñêàçûâàåìûõ ÷åòûðåõöâåòîâîé êâàðê-ëåïòîííîé ñèììåòðèåé äîïîëíèòåëüíîãî Z 0 -áîçîíà èt̄äóáëåòîâ ñêàëÿðíûõ ãëþîíîâ F â ñå÷åíèå σtt̄ è àñèììåòðèþ âïåðåä-íàçàä AtFBïðîöåññàïàðíîãî ðîæäåíèÿ tt̄-êâàðêîâ íà Òýâàòðîíå.Ðàññìîòðåíà êàëèáðîâî÷íàÿ ìîäåëü ñ êèðàëüíîé öâåòîâîé ñèììåòðèåé êâàðêîâ êàê îäíî èç âîçìîæíûõ ðàñøèðåíèé Ñòàíäàðòíîé Ìîäåëè ïðè gL 6= gR .
Íàéäåíû âçàèìîäåéñòâèÿïðåäñêàçûâàåìîãî ýòîé ñèììåòðèåé G0 -áîçîíà ñ êâàðêàìè, âïåðâûå äàíî êðàòêîå îïèñàíèåñêàëÿðíîãî ñåêòîðà ìîäåëè è îòìå÷åíî íàëè÷èå â íåì áåçìàññîâîãî (â äðåâåñíîì ïðèáëèæåíèè) ýëåêòðè÷åñêè íåéòðàëüíîãî SUL (2)-ñèíãëåòíîãî áåñöâåòíîãî ñêàëÿðíîãî ïîëÿ. Èçt̄äàííûõ Òýâàòðîíà ïî σtt̄ è AtFBâïåðâûå ïîëó÷åíû è èññëåäîâàíû îãðàíè÷åíèÿ íà ìàññóG0 -áîçîíà â çàâèñèìîñòè îò θG è â ïëîñêîñòè mG0 − θG íàéäåíà îáëàñòü çíà÷åíèé, îäíîâðåìåííî ñîâìåñòíàÿ ñ ýòèìè äàííûìè â ïðåäåëàõ 1σ .
Ïîêàçàíî, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå G0 -áîçîít̄ìîæåò äàâàòü âêëàä â AtFBïîðÿäêà 10% è òåì ñàìûì óìåíüøàòü ñóùåñòâóþùåå ðàçëè÷èå5ìåæäó ýêñïåðèìåíòàëüíûì è òåîðåòè÷åñêèì (â ÑÌ) çíà÷åíèÿìè àñèììåòðèè âïåðåä-íàçàät̄AtFBïðîöåññà ïàðíîãî ðîæäåíèÿ tt̄-êâàðêîâ íà Òýâàòðîíå.Âïåðâûå ðàññìîòðåíî âîçìîæíîå ïðîÿâëåíèå G0 -áîçîíà â ïðîöåññå ïàðíîãî ðîæäåíèÿtt̄-êâàðêîâ íà LHC â âèäå óâåëè÷åíèÿ ñå÷åíèÿ ýòîãî ïðîöåññà è ïîÿâëåíèÿ ðåçîíàíñíîãîïèêà â ðàñïðåäåëåíèè ñå÷åíèÿ ïî èíâàðèàíòíîé ìàññå tt̄-ïàðû. Èññëåäîâàíî âîçìîæíîåïðåâûøåíèå ÷èñëà ñèãíàëüíûõ ñîáûòèé íàä ôîíîì è óêàçàíà îáëàñòü çíà÷åíèé ìàññ G0 áîçîíà (â çàâèñèìîñòè îò θG ), äîñòóïíàÿ äëÿ íàáëþäåíèÿ G0 -áîçîíà ïî ýòîìó ïðåâûøåíèþ.Íà çàùèòó âûíîñÿòñÿ ñëåäóþùèå îñíîâíûå ðåçóëüòàòû è ïîëîæåíèÿ:1.
Âû÷èñëåíî è ïðîàíàëèçèðîâàíî ïîëíîå ñå÷åíèå ðîæäåíèÿ ñêàëÿðíûõ ãëþîíîâ F âpp-ñòîëêíîâåíèÿõ íà LHC â çàâèñèìîñòè îò èõ ìàññû è îáñóæäåíû íåîáõîäèìûå äëÿèõ ïîèñêà äîìèíèðóþùèå ðàñïàäû ýòèõ ÷àñòèö â ÌÊËÑ-ìîäåëè. Ïîêàçàíî, â ÷àñòíîñòè, ÷òî ñå÷åíèå ðîæäåíèÿ ñêàëÿðíûõ ãëþîíîâ ñ ìàññàìè mF . 1300 Ãý ÿâëÿåòñÿäîñòàòî÷íûì äëÿ ýôôåêòèâíîãî (Nevents & 100 − 1000 ïðè L = 10 − 100 ôáí−1 ) ðîæäåíèÿ ýòèõ ÷àñòèö íà LHC, à ÷èñëî ñèãíàëüíûõ tt̃bb̃ ñîáûòèé îò ðàñïàäîâ ñêàëÿðíîãîãëþîíà F1 ïðè mF1 .
990 Ãý è L = 10 ôáí−1 ìîæåò íà & 3σ ïðåâûøàòü ôîí ÑÌ.2. Ïîëó÷åíû â äðåâåñíîì ïðèáëèæåíèè è ïðîàíàëèçèðîâàíû âêëàäû ïðåäñêàçûâàåìûõ÷åòûðåõöâåòîâîé êâàðê-ëåïòîííîé ñèììåòðèåé äîïîëíèòåëüíîãî Z 0 -áîçîíà è äóáëåt̄òîâ ñêàëÿðíûõ ãëþîíîâ F â ñå÷åíèå σtt̄ è àñèììåòðèþ âïåðåä-íàçàä AtFBïðîöåññàïàðíîãî ðîæäåíèÿ tt̄-êâàðêîâ íà Òýâàòðîíå.Ïîêàçàíî, ÷òî âêëàäû Z 0 -áîçîíà è äóáëåòîâ ñêàëÿðíûõ ãëþîíîâ F îêàçûâàþòñÿ ìàëûìè (íå ïðåâûøàþùèìè òåêóùèõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ îøèáîê ïî ýòèì âåëè÷èíàì)è íåäîñòàòî÷íûìè äëÿ îáúÿñíåíèÿ èìåþùåãîñÿ ðàñõîæäåíèè ìåæäó òåîðåòè÷åñêèìt̄(â ÑÌ) è ýêñïåðèìåíòàëüíûì çíà÷åíèÿìè àñèììåòðèè AtFB.3.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
