LHC上单个超对称粒子产生的现象学研究

One of the main objectives of the experiments at the Large Hadron Collider (LHC) is to reveal supersymmetry (SUSY). In the R-parity violating (RPV) SUSY models, a sparticle can be produced singly, possible on resonance, which could enlarge the discovery reach for supersymmetry. So the single production of a sparticle at the LHC is one of the most direct methods of searching for RPV SUSY signals. The major LHC experiments, ATLAS and CMS, both have high measuring accuracy in lepton energy and momentum measurements, track reconstruction and particle identification. Therefore, we could make high-precision theoretical study of attractive processes at the LHC. Under these conditions, we could investigate the single production of sparticles at the LHC and their resonant decay into the Standard Model particles, with high precision, to search for SUSY signals and constraint the RPV couplings. We would calculate the NLO QCD and eletroweak corrections of these processes, investigate the distributions of physical observables, and study the CP violation effects contributed by RPV couplings. The results would be a useful theoretical reference for experimental analysis.

寻找超对称信号是目前运行的大型强子对撞机（LHC）的一个重要实验目标。在R宇称破坏的超对称模型中，超对称粒子可以在LHC上单个产生。这非常有利于超对称粒子的探测，是寻找R 宇称破坏信号以及超对称粒子最直接的途径之一。从实验测量来看，LHC上的ATLAS和CMS等试验在轻子的能动量测量、径迹重建以及粒子种类鉴别方面具有很高的精度，因而我们能够对感兴趣的过程进行高精度的研究。在此情况下，我们选择了在R宇称破坏的超对称模型下，在LHC上通过对超对称粒子单个产生和衰变的精确研究来寻找超对称信号，并且给予R宇称破坏参数强度的限制。具体体现为计算这些过程高阶QCD与电弱辐射修正，详细分析末态粒子在各种可观测量下的分布，给出合适的事例判选条件，讨论R宇称破坏参数可能带来的CP破坏效应，为LHC实验发现新物理以及确定新物理机制提供精确的理论指导。

目前运行的大型强子对撞机（LHC）的一个重要实验目标就是寻找超对称信号。在R宇称破坏的超对称模型中，超对称粒子可以在LHC上单个产生。这非常有利于超对称粒子的探测，是寻找R 宇称破坏信号以及超对称粒子最直接的途径之一。因而我们选择了在R宇称破坏的超对称模型下，在LHC上通过对超对称粒子单个产生和衰变的精确研究来寻找超对称信号，并且给予R宇称破坏参数强度的限制。我们计算了单个超对称轻子伴随top夸克产生的过程，详细分析末态粒子在各种可观测量下的分布；利用单个超对称粒子和其它新的标量粒子的产生和衰变解释了LHC上750GeV附近双光子信号超出的现象，并分析了对暗物质探测的影响；并发展了更高效的相空间积分以及事例模拟的程序。这些结果可以为LHC实验发现新物理以及确定新物理机制提供精确的理论指导。