LHC对撞机上新物理探索的高精度理论研究

We focus our project on finding new particles and effects induced by new physics combining with the LHC experiments, especially the data already provided or will be given by the running LHC experiments, In this project the 'new physics' includes the R-parity violating/conserving minimal supersymmetric standard model and the littlest Higgs models with T-parity. We concentrate ourselves on the precision studies on the new particle production processes, and the precision tests of the couplings between new particle and Higgs boson, between new particle and top quark, and between new particle and gauge boson. We choose multi-lepton production events, multi-jet production events and the multi-particle production events with missing energy to search for new particles and probe new physics. Through carefully analysis of the signals and the SM backgrounds, we provide theoretically the predictions of observables or the constraints on the new physics parameters up to one-loop or two-loop order. Those results can be theroetical basis with high precision for probing new physics beyond the SM and searching for new particles.

本项目紧密结合大型强子对撞机(LHC)实验已经和可能给出的实验数据，从理论上研究如何发现新粒子和新物理效应。本项目中的新物理包括R-宇称守恒和不守恒的最小超对称标准模型和T宇称守恒的最小Higgs 模型。该项目重点是针对新物理理论所预言存在的新粒子，研究在LHC对撞实验上如何高精度地测量新粒子的产生过程；研究如何对新粒子与Higgs玻色子、新粒子与顶夸克，新粒子与规范玻色子间的耦合特性进行精确检验。我们选择多轻子末态、多喷注末态和具有能量损失的多粒子末态产生事例寻找新粒子，检验新物理。通过细致分析末态新物理信号和标准模型本底，在单圈阶或双圈阶精度上给出物理可观测量的理论预言,或者给出新模型的参数限制。为实验上精确检验标准模型外的新物理、发现新粒子提供高精度的理论依据。

结合大型对撞机实验，针对国际学术界建议急需研究的重要过程进行高精度的研究。研究中解决了实现末态多体问题的微扰计算，多点单圈图计算，重求和计算和多标度问题的研究等的理论和计算上的困难(n>3)，得到了高精度的理论预言。该研究对标准模型的精确检验，寻找新粒子和新物理信号有科学指导意义。具体研究内容成果包括：(1)在QCD NNLO精度下研究强子对撞产生Higgs对过程；(2)在QCD NLO 精度下研究了在R 宇称不守恒的MSSM 模型下的单个超对称粒子产生；(3)完成在QCD NLO+NLL 精度下的$HZ$伴随产生过程中的LH模型效应研究；(4)在QCD NLO 精度下对T宇称守恒的最小Higgs 模型下的同电荷重夸克对产生、$A_H q_-$产生、重规范粒子对产生及它们随后产生的多轻子（多喷注）末态产生过程的分析研究。这里面特别是对具有能量损失的多轻子末态事例的研究可以帮助寻找最小Higgs 模型所预言的暗物质－重光子；(5)对LHC对撞机上标准模型的三规范粒子产生过程以及随后的规范粒子的全轻衰变过程进行QCD+EW NLO精度下的研究，这些过程的研究对三规范，四规范粒子耦合的检验，发现新物理信号有重要理论指导意义。