Теоретическое ограничение на возможные расширения стандартной модели из экспериментальных данных, полученных на ускорителе LEP

• Автор: Новиков, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 65 с.

Содержание
1 Введение
2 Простая аналитическая формула для адронного вклада
в поляризационный оператор фотона
2.1 Бег см(<72), ащ(д2) и аг{ч2)
2.2 Вычисление значения бегущей константы связи для ф>2

2.3 Вычисление значения а с использованием экспериментальных данных
2.4 Модель, описывающая сге+е-->адроны
2.5 Вычисление {д — 2)
2.6 Сравнение с последующими работами
2.7 Способы увеличения точности в величинах а и
3 Ограничения на массы новых поколений лептонов и кварков из формы Хиггсовского потенциала
3.1 Экспериментальные ограничения на новые поколения
3.2 Ограничения на массу Хиггсовского бозона из формы потенциала
3.3 Ограничения на существование метастабильного вакуума
3.3.1 Квантовое туннелирование
3.3.2 Распад вакуума вызванный тепловым возбуждением
3.4 Ограничения на массы новых поколений кварков и лептонов из формы потенциала Хиггса в Стандартной Модели
3.5 Ограничения на массы новых поколений лептонов и кварков в Минимальной Суперсимметричной Модели

4 Усиленные электрослабые радиационные поправки в су-персимметричных теориях: безадронные наблюдаемые
4.1 Однопетлевые поправки в СУСИ моделях
4.2 Усиленные радиационные поправки к безадронным наблюдаемым
5 Заключение

1 Введение
Создание в конце 1960-х годов единой электрослабой теории [1], [2] и в начале 70-х квантовой хромодинамики [3] радикально изменило всю картину физики элементарных частиц. Ее основой стали калибровочные симметрии: электрослабая 311(2)1 х 7/(1) и цветовая 57/(3)е. Выяснилось, что калибровочные симметрии определяют динамику фундаментальных физических процессов, ключевую роль в которых играют калибровочные векторные бозоны - давно известный фотон и большое количество новых частиц: 1¥+~, 1¥~~, И- бозоны и восемь глюонов, отличающихся друг от друга своими цветовыми зарядами. Хотя в электрослабой теории продолжают оставаться неразрешенные проблемы с хиггсовским конденсатом, заполняющим все пространство, а в квантовой хромодинамике не решена проблема конфайнмента, тем не менее обе теории настолько не отделимы от современной физики, что получили название минимальной стандартной модели (МСМ).
В процессе создания МСМ резко расширилось представление о кварках. В работах [1] электрослабая теория была предложена для лептонов (электронов и электронных нейтрино). Включение в нее кварков заставило предположить, что наряду с известными на тот момент и-, с1- и н- кварками, существует четвертый кварк - с.
В середине 70-х годов были на опыте открыты т- лептон [4] и Ь—кварк [5]. Самый тяжелый фермион - Екварк был открыт только через два десятилетия [6].
Перенормируемость электрослабой теории и квантовой хромодинамики [7] и свойство асимптотической свободы КХД [8] открыли самый широкий простор для расчетов основанных на теории возмущений. На базе этих расчетов в древесном приближении были предсказаны такие
импульсом и 2-бозонов д по сравнению с массами частиц в петле, т.е. при д2 = 0. Элементарный расчет показывает, что вклад в петлевые диаграммы усилен фактором ~ (М| — Мд) и нарушил бы описание данных с помощью формул Стандартной Модели с радиационными поправками. Поэтому с хорошей точностью можно положить гпт = гпв = під} и ты = Ше — ТПь-
Весьма существенно, что даже для вырожденных масс петлевые поправки в низкоэнергетическую физику СМ не отщепляются в пределе т<2 —> оо и шд —* оо [58]. Это явление связанно с тем, что кварки и лептоны взаимодействуют cWиZ бозонами с помощью векторной и аксиальной связи. В случае одной векторной связи (КХД и КЭД) тяжелые частицы не влияют на низкоэнергетическую физику ( теорема отщепления Аппельквиста-Каррозоне ). Для киральной теории такого отщепления нет. Существование четвертого поколения с вырожденными массами кварков и пептонов возможно даже для очень маленьких масс М4 = 90 [57]. Экспериментальной точности ЬЕР, однако, не достаточно для того, чтобы исключить возможность существования новых поколений. Вклад каждого нового поколения может быть компенсирован (в глобальных фитах) увеличением массы топ кварка на 10 ГэВ. Т.к. в настоящий момент масса топ кварка известна с точностью 5 ГэВ, то возможно иметь только одно новое тяжелое поколение.
3.2 Ограничения на массу Хиггсовского бозона из формы потенциала
Эффективный Хиггсовский потенциал V (ф) играет важную роль в определении природы вакуума в полевых теориях со слабой связью [17].
Однопетлевые поправки к У(ф) в Стандартной Модели хорошо из-