Бозоны Хиггса в двухдублетной модели с нарушением CP-инвариантности

• Автор: Ахметзянова, Эльза Нуровна
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

• Введение

1 Явное нарушение СР-инвариантности в секторе Хиггса

1.1 Симметрии теории кварков и лептонов и матрица СКМ

1.2 Эффективный двухдублетный потенциал

1.3 Параметры эффективного потенциала МССМ

1.3.1 Вычисление поправок к параметрам

методом эффективного потенциала

1.3.2 Анализ результатов

1.4 Спектр масс бозонов Хиггса ДДМ

1.4.1 Локальный минимум эффективного потенциала

1.4.2 Диагопализация, СР-состояпия и массовый базис

1.4.3 Диагопализация без перехода к СР-состояниям
1.4.4 Феноменологические сценарии
^ 1.4.5 Обсуждение спектра масс
2 Проявления нарушения СР-инвариантности в секторе Хиггса
2.1 Эффективные константы взаимодействия с частицами СМ
2.1.1 Константы взаимодействия с кварками
2.1.2 Константы взаимодействия с калибровочными бозонами
2.2 Распады бозона Хиггса к —> дд и к —>
• 2.2.1 Ширина распада к —>77
2.2.2 Ширина распада к —>> дд
2.2.3 Анализ ширни распада
2.3 Исследование самодействия бозонов Хиггса

2.3.1 Эффективные константы самодействия бозонов Хиггса
2.3.2 Ширины распадов Нз —> /11/12, hj —> hihi (j > i),
hi Я+Я
2.3.3 Режим интенсивной связи
3 Обобщенная двухдублетная модель сектора Хиггса.
Инварианты
• 3.1 Локальный минимум эффективного потенциала
3.2 Диагонализация эффективного потенциала
3.3 Инварианты и хиггсовский базис
Заключение
Список использованных источников и литературы
i •

В канонической картине взаимодействия фундаментальных частиц исследуются в рамках Стандартной модели (СМ) [1-8], которая была проверена и подтверждена с точностью долей процента во многих лабораториях мира, в особенности в ЦЕРН на коллайдере ЬЕР со встречными электрон-иозитропными пучками [9, 10]. На сегодняшний день известно, что материя состоит из фундаментальных частиц, лептонов и кварков, а взаимодействие между ними передается фотонами, глюонами, калибровочными И7*- и ^"-бозонами; считается, что массу частицы приобретают за счет механизма Хиггса [11], в результате взаимодействия с полем, которое распространено во всем пространстве. Кванты этого поля - бозоны Хиггса.
Известно, что СМ имеет ряд внутренних трудностей. Во-первых, СМ содержит около 20 свободных параметров (массы фундаментальных частиц, константы взаимодействий, вакуумные средние, параметры матрицы Кабиб-бо-Кобаяши-Маскава (СКМ) [12] и, возможно, педиагональные элементы массовой матрицы для нейтрино), причем наличие большинства из них непосредственно связано с механизмом Хиггса. Во-вторых, в СМ проведено последовательное объединение только электромагнитного и слабого взаимодействий. Сильное взаимодействие рассматривается независимо, а гравитация не входит в теоретическую схему СМ. В-третьих, СМ не дает ответа на вопросы о происхождении иерархии масс наблюдаемых элементарных частиц, количестве поколений фундаментальных фермионов, размерности пространства-времени и не объясняет барионной асимметрии Вселенной. До сих пор экспериментально не обнаружен бозон Хиггса. Его открытие, изучение свойств и подтверждение механизма Хиггса являются одними из актуальных проблем физики частиц. Следует отметить, что существование бозона Хиггса является прямым следствием перенормируемости СМ. Существуют лишь косвенные ограничения на его массу, возникающие из условий устойчивости потенциала и из требования не обращания константы связи в

і І

-0.5-

л А * і /
/
N „І V) I* > ) N ['/ / ) (
< і 1« V X /
ат&(цЛ)
Рис. 1.3: (а) Массы нейтральных бозонов Хиггса, (Ь),(с),(сІ) матричные элементы йу в зависимости от фазы <р (в рад) при значениях параметров tg/0 = 5, тпц± = 180 ГэВ, АІвиБУ = 0.5 ТэВ, А = 1 ТэВ, [і = 2 ТэВ. Сплошная линия соответствует г = 1, длинный пунктир - г = 2 и короткий пунктир - г
фазы аг§(дЛ) имеет значительное смешивание псевдоскаляра А в собственном хштсовском состоянии /д, см. рис. 1.4 (а).
1.4.3 Диагонализация без перехода к СР-состояниям
Диагонализацшо массового члена потенциала можно проводить сразу переходя от нефизических компонент дублетов к физическим состояниям бозонов Хиггса, не вводя промежуточный базис /і, II и дополнительный угол а [58, 61, 64]. Результаты двух подходов к диагонализации совпадают. Определим две Л, Є0 линейные комбинации независимых полей уд, уд