本文選題：重夸克偶素 + NRQCD　； 參考：《安徽大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：重夸克偶素物理一直都是高能物理中最富有意義的研究課題之一,它為理解微擾和非微擾量子色動力學(xué)(QCD)提供了一個豐富而理想的平臺。目前,重夸克偶素的產(chǎn)生和衰變過程的理論描述方法——非相對論QCD(NRQCD)依然是該領(lǐng)域中的首要選擇,其實驗驗證是重夸克偶素物理最緊迫的任務(wù)之一。自提出以來,NRQCD成功解釋了重夸克偶素的大部分實驗結(jié)果,對研究重夸克偶素相關(guān)過程取得了舉世矚目的成就。與此同時,自運行以來,大型強子對撞機(jī)(LHC)一直是研究粒子內(nèi)部結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)新粒子以及檢驗理論模型的最為重要的理想工具。因此,LHC作為我們研究重夸克偶素物理的理想場所,本文以NRQCD因子化方法為基礎(chǔ),在LHC上做了兩項工作:top夸克衰變到χcJW+b伴隨產(chǎn)生的研究,和Higgs玻色子衰變到J/ψ(r)γ伴隨產(chǎn)生的研究。工作一,我們計算了 top夸克衰變到χcJW+b伴隨產(chǎn)生的次領(lǐng)頭階(NLO)QCD修正。在此過程中,盡管領(lǐng)頭階(LO)的色八重態(tài)(CO)貢獻(xiàn)占主要地位,但是由于3PJ(1)(J=0,1,2)Fock態(tài)給出重要的負(fù)值貢獻(xiàn),經(jīng)NLOQCD修正后,總的NLO結(jié)果不太大。我們的結(jié)果表明在LHC上探測top夸克衰變產(chǎn)生χc0是非常困難的,但是χc1和χc2的產(chǎn)生有可能被探測到的。倘若,在LHC上頂夸克衰變到χcJ能被探測到,這不僅對研究top夸克衰變產(chǎn)生J/ψ有幫助,而且對了解重夸克偶素的產(chǎn)生機(jī)制有重要的意義。工作二,我們研究了 Higgs玻色子衰變到J/ψ(r)γ伴隨產(chǎn)生。對于直接過程,H→J/ψ(r)+γ過程的LO衰變寬度通過NLO QCD修正受到明顯壓低。至于間接過程,H→γ*γ 通過虛光子γ衰變到J/ψ(r)γ,我們的計算包含了所有標(biāo)準(zhǔn)模型(SM)的費曼圖。我們的計算結(jié)果表明,間接產(chǎn)生的衰變寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直接產(chǎn)生的衰變寬度。由于在實驗上非常干凈,H→J/ψ(r)+γ衰變過程在14TeV LHC上有可能被觀測到,它提供了一種新的方式去探測LHC上的Yukawa耦合和新物理。本文的創(chuàng)新之處在于,我們在LHC上研究了 top夸克及Higgs玻色子衰變到粲夸克偶素過程,并首次進(jìn)行NLO QCD修正。我們的結(jié)果表明,經(jīng)過NLO QCD修正后,在LHC上很有可能探測到χc1和χc2的產(chǎn)生,及Higgs玻色子與底夸克的Yukawa耦合。如果將來在LHC上能探測到這些性過程,這將為檢驗理論模型和探索新物理提供重要的參考。
[Abstract]:Heavy quark physics has always been one of the most significant research topics in high energy physics. It provides a rich and ideal platform for understanding perturbation and non-perturbation quantum chromodynamics (QCD). At present, non-relativistic QCD (NRQCD), a theoretical description method for the production and decay process of heavy quarklides, is still the first choice in this field, and its experimental verification is one of the most urgent tasks in the physics of heavy quarks. Since its introduction, NRQCD has successfully explained most of the experimental results of heavy quarks, and has made great achievements in the study of heavy quark related processes. At the same time, since its operation, the large Hadron Collider (LHC) has been the most important ideal tool to study the internal structure of particles, find new particles and test theoretical models. Therefore, LHC is an ideal place for us to study heavy quark physics. Based on the NRQCD factorization method, two studies have been done on the LHC in which: top quark decays to 蠂 cJW b and Higgs boson decays to J / 蠄 (r) 緯. In the first work, we calculate the subleader order (NLO) QCD correction of top quark decay to 蠂 c JW b. In this process, although the leading order (Lo) chromatic octave (CO) contribution is dominant, the total NLO result is not very large due to the important negative contribution of the 3PJ (1) (JOO 1 / 2) Fock state. After NLOQCD correction, the total NLO results are not very large. Our results show that it is very difficult to detect the top quark decay generation 蠂 _ c _ 0, but the production of 蠂 _ c _ 1 and 蠂 _ c _ 2 is likely to be detected. If the top quark decay over top can be detected to 蠂 cJ, it will not only be helpful to study the generation of J / 蠄 in top quark decay, but also be of great significance in understanding the production mechanism of heavy quark quarks. In the second work, we study the decay of the Higgs boson to J / 蠄 (r) 緯 accompanied production. For the direct process, the Lo decay width of the J / 蠄 (r) 緯 process is significantly depressed by the NLO QCD correction. As for the indirect process, H ~ + 緯 ~ * 緯 decays to J / 蠄 (r) 緯 via virtual photon 緯, our calculation includes all the Ferman graphs of the standard model (SM). Our results show that the indirectly generated decay width is much larger than the directly generated decay width. Due to the fact that the J / 蠄 (r) 緯 decay process may be observed at 14TeV LHC experimentally, it provides a new way to detect Yukawa coupling and new physics on the LHC. The innovation of this paper is that we have studied the decay of top quarks and Higgs bosons to charmed quarks on the LHC, and have carried out the NLO QCD correction for the first time. Our results show that it is possible to detect the production of 蠂 c 1 and 蠂 c 2 and the coupling of Higgs boson with Yukawa of bottom quark in LHC after NLO QCD correction. If these processes can be detected on the LHC in the future, this will provide an important reference for the examination of theoretical models and the exploration of new physics.
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O572.33

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本文編號：2071236