粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型是二十世紀(jì)最重要的物理學(xué)成果之一,它描述了組成物質(zhì)的基本粒子及其相互作用,在唯象上取得了巨大成功。然而標(biāo)準(zhǔn)模型并不是一個十分完整的理論,暗物質(zhì)就是它不能解釋的問題之一。大量實(shí)驗(yàn)觀測證明暗物質(zhì)占宇宙總能量的四分之一左右,是宇宙中物質(zhì)的主要組成部分。在粒子物理學(xué)中,為了解釋暗物質(zhì)問題,人們提出了各種各樣的新物理模型,如超對稱,額外維,軸子模型等。本文主要研究兩種簡單的標(biāo)準(zhǔn)模型拓展理論。第一種是Higgs粒子傳遞的標(biāo)量暗物質(zhì)(Higgs-portal scalar dark matter model,HSDM)模型。該理論在標(biāo)準(zhǔn)模型的基礎(chǔ)上引入一個標(biāo)量單態(tài)s作為暗物質(zhì),其中s只與標(biāo)準(zhǔn)模型中的Higgs粒子耦合。模型中的自由參數(shù)只有暗物質(zhì)質(zhì)量m_s和耦合常數(shù)?,因此對實(shí)驗(yàn)限制比較敏感。我們考慮了s是實(shí)標(biāo)量和復(fù)標(biāo)量的兩種情況。通過普朗克衛(wèi)星給出的暗物質(zhì)殘留密度,暗物質(zhì)直接探測實(shí)驗(yàn)LUX2016和XENON1T的最新數(shù)據(jù),LHC上間接給出的Higgs粒子不可見衰變分支比,和Fermi-LAT、H.E.S.S.給出的gamma射線譜等實(shí)驗(yàn)限制,我們將實(shí)標(biāo)量暗物質(zhì)質(zhì)...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 引言
2 理論準(zhǔn)備
    2.1 標(biāo)準(zhǔn)模型簡介
    2.2 標(biāo)準(zhǔn)模型存在的問題
    2.3 標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)
3 暗物質(zhì)簡介
    3.1 暗物質(zhì)存在的證據(jù)
        3.1.1 星系旋轉(zhuǎn)曲線
        3.1.2 引力透鏡和星系團(tuán)碰撞
        3.1.3 宇宙微波背景輻射
    3.2 暗物質(zhì)理論簡介
        3.2.1 暗物質(zhì)的分類
        3.2.2 暗物質(zhì)候選粒子
        3.2.3 暗物質(zhì)殘留密度計(jì)算
    3.3 暗物質(zhì)的探測
        3.3.1 直接探測
        3.3.2 間接探測
        3.3.3 對撞機(jī)上產(chǎn)生
4 Higgs粒子傳遞的標(biāo)量暗物質(zhì)模型
    4.1 模型介紹
    4.2 暗物質(zhì)殘留密度
    4.3 直接探測
    4.4 間接探測
        4.4.1 Higgs粒子不可見衰變
        4.4.2 gamma射線譜
    4.5 小結(jié)
5 Majorana暗物質(zhì)有效場理論
    5.1 理論介紹
    5.2 暗物質(zhì)殘留密度的計(jì)算
    5.3 直接探測限制
    5.4 應(yīng)用
        5.4.1 singlet-doublet暗物質(zhì)模型
        5.4.2 MSSM模型
    5.5 小結(jié)
6 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.熱力學(xué)平均湮滅截面計(jì)算
    B.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表/待發(fā)表的論文目錄
    C.作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的學(xué)術(shù)交流活動



本文編號：3767815