高能对撞机上小希格斯模型的现象学研究

粒子物理学的标准模型存在等级差问题，人们提出各种扩展模型来解决这个问题，比如超对称模型等。最近，一种新的机制被提出来解决等级差问题，称为小希格斯理论。小希格斯理论中， Higgs粒子被看做高能标下整体对称群的赝Goldstone玻色子。这个对称群破缺时采取特别的方式，使得Higgs粒子质量修正中的二次发散项在单圈阶精确抵消，从而解决了等级差问题。利用小希格斯思想，人们构建了几个具体的物理模型，比如最小希格斯模型、最简小希格斯模型、T-宇称守恒的小希格斯模型等。本研究项目中，我们将研究大型强子对撞机(LHC)以及直线正负电子对撞机上小希格斯模型中的各种重要物理过程。我们将计算和模拟小希格斯模型中新粒子的产生衰变，以及这些新粒子对一些重要物理过程的辐射修正效应。通过计算和模拟，检验、区分各种小希格斯模型，预言高能对撞机上的新现象，或对小希格斯模型参数提出限制。

本研究项目的结果主要包括两个方面，（1）解决等级差问题的Little Higgs模型的现象学研究，特别是对T宇称守恒的LHT模型中味道改变中性流过程的研究。我们研究了LHT模型下top夸克稀有衰变和LHC/LC上bottom夸克和strange夸克联合产生过程中的味道改变中性流。我们发现在LC上bs联合产生可以被探测，在LHC上该过程的截面过小无法探测。（2）标准模型的扩展模型TC2模型的现象学研究。我们研究了在TC2模型中的带电top-pion粒子，并计算了直线对撞机的正负电子对撞模式和光子光子对撞模式下的top-pion粒子产生过程。我们发现在合适的参数空间内，产生截面可以达到10个fb，在未来的实验中可能被探测到。