Исследование эффектов составленности с масштабом (10-100) ТэВ в лептон-лептонных соударениях

• Автор: Кабаченко, Василий Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Протвино
• Количество страниц: 101 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Универсальные остаточные взаимодействия
1.1 Сценарий единой составленности лептонов, кварков и хигг-
совских бозонов
1.1.1 Нелинейная стандартная модель
1.1.2 Скрытая локальная симметрия и ВБД электрослабых
взаимодействий
1.2 Операторы высших размерностей
1.3 Ограничения на универсальные остаточные взаимодействия
2 Проявления ВБД
2.1 Эффективный лагранжиан
2.1.1 Фермион-фермионные взаимодействия
2.1.2 Фермион-бозонные и бозон-бозонные взаимодействия
2.2. Процессы 1+1~ —>
2.2.1 Дифференциальные сечения
2.2.2 Интегральные характеристики
2.2.3 Область достижимости масштаба единой составлен-
ности
2.3 Процессы с рождением хиггсовского бозона
2.3.1 Щ- ->ZH
2.3.2 д+д~ -» гНН
2.4 Процесс 1+1~ —> У+У~
2.4.1 Векторно-бозонная доминантность
2.4.2 Тройные калибровочные взаимодействия

3 Неуниверсальные остаточные взаимодействия
3.1 Исследование несохранения ледтонных семейств
3.1.1 Четырехлептонные взаимодействия НДС
3.1.2 1411 тип
3.1.3 1441 тип
3.1.4 1'441 тип
3.1.5 Обсуждение и выводы
3.2 Процессы с нарушением барионного числа
Заключение
Приложения
А. Правила Фейнмана для универсальных остаточных взаимодействий
Б. Дифференциальные сечения для процесса 1+1~ —» 1/Г+М~
Библиография
Список таблиц
Список рисунков

Введение
Стандартная модель (СМ), включающая в себя квантовую хромодинамику (КХД) и теорию электрослабых взаимодействий Глэшоу-Вайнберга-Салама, является хороню определенной теорией, описывающей все известные на настоящий момент “элементарные” частицы и их взаимодействия (см., например, [1]). Все современные экспериментальные данные не противоречат СМ и могут быть объяснены с высокой точностью в ее рамках. Однако, несмотря на эти успехи и отсутствие явных противоречий, ряд теоретических несовершенств и значительный произвол в выборе параметров СМ не позволяют считать ее фундаментальной теорией и указывают на незавершенность СМ, которая, скорее всего, является “низкоэнергетическим” пределом более фундаментальной теории.
Теоретический статус двух составных частей СМ различен. КХД — это калибровочная теория, основанная на ненарушенной простой группе симметрий. Пертурбативная КХД успешно справляется с описанием жестких процессов, таких как глубоко неупругое лептон-адронное рассеяние, рождение лептонных пар в адрон-адронных столкновениях, множественное рождение адронов в е+е~ аннигиляции и др. В области малых переданных импульсов существенным становится учет непертурбатив-ных эффектов, исследовать которые полностью невозможно из-за отсутствия адекватного математического аппарата. В КХД не решена проблема асимптотических состояний, поэтому свойство невылетания кварков и глюонов пока остается гипотезой. Тем не менее, в справедливости лагранжиана КХД никто не сомневается и последующий прогресс связан с развитием аппарата теорий с сильной связью.
Теория электрослабых взаимодействий (в дальнейшем именно она будет подразумеваться под термином СМ) не является столь привлекательно “простой” как КХД и во многих местах вызывает вопросы и ощущение незавершенности. Перечислим кратко проблемы, присутствующие в СМ и здесь же укажем некоторые типичные направления их решения,

которое в случае рассеяния Баба (е+е —> е+е / ц+ц —> ц+д ) дает VLL = -(l + r/l)/4,
VRR = -Vi, (2-9)
VLR — VRL = —7i/2.
2.1.2 Фермион-бозонные и бозон-бозонные взаимодействия
Следующий тип процессов, которые можно изучать на лептонных коллайдерах с целью обнаружения остаточных универсальных взаимодействий единой составленности, это е+е~/д+д~ —» W+W~, ZH и д+д~ —> ZHH. В процессы рождения пары 117-бозонов дают вклады только фермион-бозонные взаимодействия ВБД (вторая строка в (2.1)), а для процессов с рождением хиггсовского бозона имеются еще и вклады от хиггс-голдстоуновских остаточных взаимодействий исходной нелинейной модели (лагранжиан (2.2)).
В произвольной калибровке мы имеем
Ф = ( (v + h + iz)/)' (2-10)
где w± и z — это несостоявшиеся голдстоуновские бозоны, соответствующие продольным компонентам W± и Z, h — физический хиггсовский бозон та v — вакуумное среднее хиггсовского дублета.
В унитарной калибровке (ги* = z = 0, h = Н), удерживая только те члены, которые дают вклад в рассматриваемые процессы, запишем эффективный лагранжиан следующим образом
£Д/~ +
+(W(1 + W3))
+ H)i {й2“2+ + " ’ (2'и)
где д — это эффективная константа слабого изоспинового взаимодействия, с = cos вцг, s = sin вц/, где вщг — эффективный слабый угол смешивания, Уц — поле И-бозона, а I обозначает либо поле электрона, либо мюона.