【摘要】：隨著2012年七月份位于歐洲的大型強子對撞機(jī)上的ATLAS和CMS兩大實驗組共同宣布發(fā)現(xiàn)了Higgs玻色子,標(biāo)準(zhǔn)模型變得完備,且成為是粒子物理史上的最成功的理論模型之一。目前的實驗表明這個新發(fā)現(xiàn)的粒子的性質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)模型中的Higgs粒子性質(zhì)大致相符,但為了確信該粒子是標(biāo)準(zhǔn)模型還是新物理模型中的Higgs粒子,以及更加深人地理解電弱自發(fā)對稱破缺機(jī)制,都需要更加精確的實驗檢驗。為了實現(xiàn)精確檢驗,首先要給出Higgs粒子各個產(chǎn)生道的信號和背景的精確的理論預(yù)言。其次,檢驗矢量玻色子的規(guī)范耦合對于理解電弱自發(fā)對稱破缺機(jī)制也是十分重要的。再次,精確檢驗也應(yīng)該包括研究Higgs粒子的自耦合以及Higgs勢,所以研究Higgs粒子對產(chǎn)生的過程也是十分必要的。最后,盡管標(biāo)準(zhǔn)模型取得了巨大的成功,但由于它不是一個終極的物理模型,所以人們也必須探究新物理規(guī)律。為了更加精確的檢驗W玻色子對與Z玻色子或光子的耦合,我們研究了LHC上的過程pp→W+W-+jet+X的次領(lǐng)頭階QCD和電弱修正,并且考慮了包含自旋關(guān)聯(lián)效應(yīng)的W玻色子的衰變。由于在LHC Run 2階段精確測量變得可能,大的對撞能量和亮度容許產(chǎn)生橫動量在TeV量級的規(guī)范玻色子,次領(lǐng)頭階電弱修正將因Sudakov效應(yīng)而變得非常重要。另外,2013年召開的Les Houches國際高能物理會議也強調(diào)了急需計算矢量玻色子對伴隨jet產(chǎn)生及包含玻色子衰變的次領(lǐng)頭階電弱和QCD修正。在此項工作中,我們研究了領(lǐng)頭階和次領(lǐng)頭階修正后的截面對領(lǐng)頭jet橫動量截斷值的依賴關(guān)系。在處理相應(yīng)的W玻色子衰變時,我們采用MadSpin方法來包含W玻色子衰變時的自旋關(guān)聯(lián)效應(yīng)。最后我們還展示了領(lǐng)頭階和次領(lǐng)頭階修正后的末態(tài)粒子的橫動量和快度分布,這些結(jié)果顯示在高的橫動量區(qū)域電弱修正的貢獻(xiàn)變得非常顯著。為了研究Higgs粒子的自耦合性質(zhì),我們計算了雙Higgs二重態(tài)模型類型Ⅱ下矢量玻色子聚合過程pp→h0h0+2jets+X的次次領(lǐng)頭階QCD修正。在標(biāo)準(zhǔn)模型下,矢量玻色子聚合產(chǎn)生Higgs粒子對有著第二大的散射截面。另外該過程具有兩個前沖和后沖jet的干凈的實驗信號,可以用來研究Higgs粒子的自耦合以及重構(gòu)Higgs勢。由于上述重要性,對該過程的精確研究也是十分必要的。本文中我們采用結(jié)構(gòu)函數(shù)法給出了此過程的次次領(lǐng)頭階QCD修正,首先研究了該過程總截面對模型參數(shù)的依賴性,因子化和重整化能標(biāo)的不確定度,以及PDF和αs不確定度,發(fā)現(xiàn)次次領(lǐng)頭階QCD修正可以顯著的減小能標(biāo)不確定度。然后我們展示了末態(tài)Higgs粒子的運動學(xué)分布,這些分布可以來研究Higgs粒子的自耦合(λH0h0h0和λh0h0h0)性質(zhì)。本論文的創(chuàng)新點如下：·我們首次高精度計算了LHC上pp→W+W-+jet+X過程的次領(lǐng)頭階電弱修正,并且給出了次領(lǐng)頭階QCD+EW的總修正,并且考慮了包含自旋關(guān)聯(lián)效應(yīng)的W玻色子的衰變,此修正是目前該過程最為精確的理論預(yù)言。計算中我們巧妙地利用CKM矩陣的幺正性極大地簡化了計算量。另外,通過改變領(lǐng)頭jet的橫動量截斷值,我們驗證了電弱Sudakov效應(yīng)。在處理W玻色子衰變的時候,我們用MadSpin方法來包含W玻色子衰變的自旋關(guān)聯(lián)效應(yīng)�！ぴ谔幚磉^程pp→WW+jet+X的單圈張量積分時,會遇到由小Gram行列式帶來的數(shù)值計算不穩(wěn)定問題,我們開發(fā)了雙精度和四精度聯(lián)合計算的程序包來解決數(shù)值不穩(wěn)定問題,且極大的提高了計算效率。對于實輻射過程涉及到的W+W-+jet+γ四體事例,我們采用精確的事例選擇規(guī)則來區(qū)分jet和光子事例,并且創(chuàng)新性的用夸克-光子碎裂函數(shù)來解決紅外發(fā)散問題�！の覀兪状伍_創(chuàng)性地采用結(jié)構(gòu)函數(shù)法計算了雙Higgs二重態(tài)模型類型Ⅱ下矢量玻色子聚合過程pp→h0h0+2jets+X的次次領(lǐng)頭階QCD修正。結(jié)果顯示次次領(lǐng)頭階的計算使得能標(biāo)不確定度極大地減小。此外,我們開發(fā)的程序包高效靈活,能計算矢量玻色子聚合道產(chǎn)生單個或多個Higgs粒子的過程,并且模型可以是標(biāo)準(zhǔn)模型也可以是雙Higgs二重態(tài)模型。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O572.214
【圖文】：

修正的階數(shù)分為巧ｏＴ和fBａｍ＋。然而，當(dāng)ｎ十ｍ固定時可１＾義有不同逡逑Ｂｏｒｎ圖貢獻(xiàn)到階數(shù)磚ａｍ。例如對于末態(tài)設(shè)計一個正反夸克對及從上的過程，逡逑的分離ＱＣＤ和ＥＷ的貢獻(xiàn)是不可能的，也就是說ＱＣＤ和ＥＷ的奇異點有逡逑。逡逑Ｉ邐Ｉ逡逑

圖３．１１過程Ｑｂ邋一邋ＶＸ邋＾邋ｆｆ、（的示意圖逡逑

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本文編號：2733343