不同超对称破缺机制中较轻超对称粒子衰变研究

超对称（SUSY）是标准模型之外最有吸引力的新物理模型之一。最新的LHC实验结果初步排除了mSUGRA模型中的部分参数空间，但这并不意味着SUSY已经被彻底排除。.目前人们认为SUSY的破缺机制有三种，分别是mSUGRA、GMSB和AMSB。研究不同SUSY破缺机制下，超对称粒子在对撞机LHC和ILC上可能的物理迹象是当前迫切而重要的工作。本项目在R-宇称守恒的MSSM中，精确计算在mSURGA、GMSB、AMSB机制下较轻的超对称粒子衰变为最轻的超对称粒子的过程，分析在对撞机LHC和ILC上可能的SUSY背景和信号，研究发现它的可能性和可行的分析方法，为在LHC和计划建造中的ILC上发现SUSY提供理论依据。

在R宇称守恒的最小超对称模型中，最轻的超对称粒子通常为最轻的Neutralino。这个电中性的最轻的超对称粒子将逃离探测器，表现出与中微子类似的能量损失现象。超对称粒子在高能对撞机上产生后将通过一系列的衰变链衰变到最轻的Chargino或次轻的Netralino，然后再衰变为最轻的超对称粒子和标准模型费米子。因此，研究Chargino 和Neutralino部分的重整化，以及它们的衰变过程具有重要的意义。首先，我们在最小超对称模型框架下，研究了对Chargino 和Neutralino部分做在壳(on-shell)重整化的方法。分别从理论和实验两个方面分析最佳重整化方案应该具备的特点，通过数值计算找到不同的参数条件下的最佳重整化方案，并发现了一个普适的最佳方案，即选取一个wino-like的Chargino质量,一个bino-like 和一个higgsino-like的Neutralino质量作为在壳重整化方案中的输入参数。其次，我们在最小超对称模型框架下研究最轻的Chargino通过在壳的W玻色子和带电的Higgs粒子衰变为最轻的超对称粒子和两个标准模型费米子的过程。我们精确计算了各种衰变方式的树图和单圈水平的宽度，以及分支比等，得出了这些实验可观测物理量与超对称模型参数之间的依赖关系。结果表明：最轻的Chargino衰变为最轻的Neutralino和两个标准模型费米子的分支比对参数tan⁡β的依赖性不大，但强烈依赖Gaugino质量参数M_2和Higgsino质量参数μ。带电Higgs粒子的存在导致这些分支比和W衰变的分支比完全不同。这是带电Higgs粒子在Chargino衰变过程中存在的重要物理迹象。这项研究可以提供最小超对称模型中的Chargino和Neutralino，以及带电Higgs粒子的重要信息。