自19世紀末20世紀初開始,對銀河系星系繞銀心速度的觀測便顯示出引力平方反比率預(yù)測結(jié)果的偏移。為了解釋這一現(xiàn)象,許多理論方案被提出,包括修改引力理論(MOND),暗星體,暗物質(zhì)等。本文將對暗物質(zhì)問題的歷史發(fā)展做一簡單回顧,并著重介紹我們在CEPC上研究的暗物質(zhì)粒子模型。環(huán)形正負電子對撞機(CEPC)是由我國高能物理學(xué)界提出的新一代正負電子對撞機方案。它將運行在質(zhì)心系能量在240,158-172,91.2三個不同的質(zhì)心系能量下,產(chǎn)生大量的Higgs事例,從而精確測量其性質(zhì),并使得進一步深入研究電弱對稱性自發(fā)破缺、質(zhì)量起源等物理學(xué)基本問題成為可能。在本論文的工作中,我們研究了未來環(huán)形正負電子對撞機(CEPC)探測幾種暗物質(zhì)模型參數(shù)空間的能力,包括微小電荷暗物質(zhì)模型,Z'媒介暗物質(zhì)模型和幾種低能有效場論暗物質(zhì)模型。在我們的分析中,單光子末態(tài)被用作檢測CEPC暗物質(zhì)模型的主要信號。為了最大化信號和背景的比率,我們研究了由暗物質(zhì)模型和標準模型產(chǎn)生的單光子末態(tài)的能量和角度分布,并設(shè)計了一組截斷(CUT)來最大化信號-背景比率(S/(?)B)。對于Z1媒介暗物質(zhì),我們還分析了Z1玻色子可見衰變通道,并且發(fā)現(xiàn)該通道在某些參數(shù)空間中與單光子通道互補。我們還將CEPC能對暗物質(zhì)模型做出的限制與與XenonlT相比較。我們發(fā)現(xiàn),對于所考慮的暗物質(zhì)模型,CEPC對某些參數(shù)空間具有前所未有的敏感性;例如,對于O(1)-100 GeV暗物質(zhì)的先前對撞機實驗,CEPC可以將對millicharge參數(shù)∈的限制提高一個數(shù)量級。本論文的結(jié)構(gòu)如下:在第一章中我會對暗物質(zhì)概念的起源與現(xiàn)狀做一定介紹,在第二章中我則會對環(huán)形正負電子對撞機(CEPC)做一定介紹,第三章將會介紹我們在CEPC上主要研究的幾種模型,第四章是對我們研究方法的一個詳細介紹,第五章則主要是是研究的結(jié)果,第六章則是結(jié)論、總結(jié)與展望。
【學(xué)位單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：O572.214;P145.9
【部分圖文】：

Ｓ年數(shù)據(jù)計算得到的的宇宙組成成分圖［１】。可以見到，宇質(zhì)占２３％，余下的超過７０％則都是暗能量。此圖來自于［ｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐａｒｔｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｕｎｉｖｅｒｓｅ?ｍａｓｓ?ｆｒｏｍ?ＷＭＡＰ?５?ｙｅａｒ?ｄａｔａｉｃ?ｍａｔｔｅｒ?ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｓ?４．６°７〇?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｏｔａｌ?ｍａｓｓ，?ｗｈｉｌｅ?ｄａｒｋ?ｍａｔｅｓｔ?ｂｅｉｎｇ?ｄａｒｋ?ｅｎｅｒｇｙ．?Ｔｈｉｓ?ｆｉｇｕｒｅ?ｉｓ?ｆｒｏｍ?Ｒｅｆ．?［１］．??

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?２５??ＤＩＳＴＡＮＣＥ?ＦＲＯＭ?ＮＵＣＬＥＵＳ?（ｋｐｃ）??圖１．２—些星系的旋轉(zhuǎn)曲線圖。ｘ軸代表到星系屮心的距離，ｙ軸則代表環(huán)繞速度。與牛頓??力學(xué)的預(yù)期不符，大部分旋轉(zhuǎn)曲線隨著增加而趨于平穩(wěn)［２］。此圖來自于［２］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｔｈｅ?ｓｐｉｒａｌ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｇａｌａｘｉｅｓ?ａｓ?ｍｅａｓｕｒｅｄ?ｂｔ?Ｖ．?Ｃ．?Ｒｕｂｉｎ?ｅｔ?ａｌ?ｉｎ?１９８０．?Ｔｈｅ??ｓｐｉｒａｌ?ｃｕｒｖｅｓ?ｆｌａｔｔｅｎ?ｏｕｔ?ａｓ?ｒ?ｇｒｏｗｓ?ｉｎ?ｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎ?ｗｉｔｈ?ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?Ｎｅｗｔｏｎｉａｎ??ｄｙｎａｍｉｃｓ［２］．?Ｔｈｉｓ?ｆｉｇｕｒｅ?ｉｓ?ｆｒｏｍ?Ｒｅｆ．?［２］，??３??
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本文編號：2842678