Luận án Hiệu ứng hạt vô hướng trong mô hình randall-sundrum

Nội dung tài liệu: Luận án Hiệu ứng hạt vô hướng trong mô hình randall-sundrum

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI BÙI THỊ HÀ GIANG HIỆU ỨNG HẠT Vễ HƯỚNG TRONG Mễ HèNH RANDALL-SUNDRUM LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÍ Hà Nội – Năm 2020
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI BÙI THỊ HÀ GIANG HIỆU ỨNG HẠT Vễ HƯỚNG TRONG Mễ HèNH RANDALL-SUNDRUM Chuyờn ngành: Vật lớ lớ thuyết và vật lớ toỏn Mó số: 9440103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TS. Đặng Văn Soa PGS. TS. Đào Thị Lệ Thủy Hà Nội – Năm 2020
3. i Lới cam oan Tổi xin cam oan: Luên Ăn "Hiằu ựng hÔt vổ hữợng trong mổ hẳnh Randall-Sundrum" l cổng trẳnh nghiản cựu riảng cừa tổi. CĂc số liằu trẳnh b y trong luên Ăn l trung thỹc, Â ữủc ỗng tĂc giÊ cho ph²p v chữa tứng ữủc cổng bố trong bĐt cự cổng trẳnh n o khĂc. H Nởi, ng y 30 thĂng 12 nôm 2019
4. ii MệC LệC Lới cam oan i Mửc lửc ii Danh mửc cĂc tứ viát tưt v Danh mửc cĂc kẵ hiằu cỡ bÊn vi Danh mửc cĂc bÊng vii Danh mửc cĂc hẳnh v³, ỗ thà ix Mé †U 1 Chữỡng 1- TấNG QUAN V— Mặ HœNH RANDALLSUNDRUM V€ VŠT L U-H„T 6 1.1 Mổ hẳnh Randall-Sundrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1.1 TĂc dửng cừa mổ hẳnh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1.2 Khối lữủng vêt lẵ cừa trữớng Higgs . . . . . . . . . . . . 8 1.1.3 Cỡ chá GoldbergerWise . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.4 Khối lữủng cừa trữớng chuân photon, W, Z . . . . . . . 12 1.1.5 Sỹ trởn Higgs-radion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1.6 Tữỡng tĂc cừa Higgs, radion vợi trữớng chuân . . . . . . 19 1.1.7 Mởt số nghiản cựu gƯn Ơy . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5. iii 1.2 Vêt lẵ U-hÔt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.2.1 Giợi thiằu vã U-hÔt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.2.2 H m truyãn v tữỡng tĂc hiằu dửng cừa U-hÔt vổ hữợng 26 1.2.3 Mởt số nghiản cựu gƯn Ơy . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Kát luên chữỡng 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Chữỡng 2- MậT Sẩ QU TRœNH SINH V€ R‚ H„T Vặ HìẻNG 33 2.1 QuĂ trẳnh tĂn xÔ e+e− ! hZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.1.1 Trữớng hủp chũm e−; e+ khổng phƠn cỹc . . . . . . . . 34 2.1.2 Trữớng hủp chũm e−; e+ cũng phƠn cỹc trĂi ho°c cũng phƠn cỹc phÊi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.1.3 Trữớng hủp chũm e− phƠn cỹc trĂi, chũm e+ phƠn cỹc phÊi v ngữủc lÔi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.2 QuĂ trẳnh tĂn xÔ γe− ! he− . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.2.1 Trữớng hủp chũm e− khổng phƠn cỹc . . . . . . . . . . 50 2.2.2 Trữớng hủp chũm e− ban Ưu, chũm e− tÔo th nh cũng phƠn cỹc trĂi ho°c cũng phƠn cỹc phÊi . . . . . . . . . . 51 2.2.3 Trữớng hủp chũm e− ban Ưu phƠn cỹc trĂi, chũm e− tÔo th nh phƠn cỹc phÊi v ngữủc lÔi . . . . . . . . . . . 52 2.3 QuĂ trẳnh tĂn xÔ e+e− ! φφ/φh/hh . . . . . . . . . . . . . . 57 2.3.1 Trữớng hủp chũm e−; e+ khổng phƠn cỹc . . . . . . . . 58 2.3.2 Trữớng hủp chũm e−; e+ cũng phƠn cỹc trĂi ho°c cũng phƠn cỹc phÊi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2.3.3 Trữớng hủp chũm e− phƠn cỹc trĂi, chũm e+ phƠn cỹc phÊi v ngữủc lÔi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 2.4 QuĂ trẳnh tĂn xÔ γγ ! φφ/φh/hh . . . . . . . . . . . . . . . 65 2.5 QuĂ trẳnh r hÔt vổ hữợng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
6. iv 2.5.1 Bã rởng phƠn r cừa mởt số quĂ trẳnh r hÔt vổ hữợng . 70 2.5.2 Kát quÊ tẵnh v thÊo luên . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Kát luên chữỡng 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Chữỡng 3- ÂNG GÂP CếA U-H„T Vặ HìẻNG TRONG MậT Sẩ QU TRœNH TN X„ 84 3.1 QuĂ trẳnh tĂn xÔ e+e− ! hh/φφ . . . . . . . . . . . . . . . . 84 3.2 QuĂ trẳnh tĂn xÔ γγ ! hh/φφ . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 3.3 QuĂ trẳnh tĂn xÔ gg ! hh/φφ . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 3.4 QuĂ trẳnh tĂn xÔ e+e− ! Uh=Uφ . . . . . . . . . . . . . . . 98 3.5 QuĂ trẳnh tĂn xÔ γγ ! Uh=Uφ . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.6 QuĂ trẳnh tĂn xÔ gg ! Uh=Uφ . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Kát luên chữỡng 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 K˜T LUŠN 110 DANH MệC CC CặNG TRœNH ‚ CặNG Bẩ LI–N QUAN ˜N — T€I LUŠN N 113 T€I LI›U THAM KHƒO 114 PHệ LệC A 125 PHệ LệC B 127 PHệ LệC C 130
7. v Danh mửc cĂc tứ viát tưt Viát tưt Tứ viát tưt SM Standard model KK Kaluza-Klein RS Randall-Sundrum IR Infrared UV Ultraviolet ADD Arkani Hamed, Dimopoulos, Dvali GW Goldberger-Wise BZ Banks-Zaks LEP Large ElectronPositron Collider LHC Large Hadron Collider ILC International Linear Collider LSP Lightest Supersymmetric Particle CLIC Compact Linear Collider MSSM Minimal Supersymmetric Standard Model
8. vi Danh mửc cĂc kẵ hiằu cỡ bÊn Kẵ hiằu Tản gồi p s Nông lữủng tĂn xÔ mh Khối lữủng cừa Higgs mφ Khối lữủng cừa radion pi Xung lữủng cừa cĂc hÔt trÔng thĂi Ưu ki Xung lữủng cừa cĂc hÔt tÔo th nh Λφ GiĂ trà trung bẳnh chƠn khổng cừa radion −! −! Gõc tĂn xÔ hủp bði ( p 1; k 1) ξ Thổng số trởn σ Tiát diằn tĂn xÔ to n phƯn Γ Bã rởng phƠn r dU Thự nguyản t¿ lằ cừa toĂn tỷ U-hÔt ΛU Thang nông lữủng L ở trững cừa mĂy gia tốc Pi Hằ số phƠn cỹc
9. vii Danh mửc cĂc bÊng p 2.1 Tiát diằn tĂn xÔ ựng vợi mởt số giĂ trà cừa s v Λφ trong trữớng hủp P1 = P2 = 1 ð mĂy gia tốc ILC. . . . . . . . . . . 56 2.2 Bã rởng phƠn r cừa cĂc kảnh r Higgs khối lữủng 125 GeV ra γγ; gg ựng vợi mởt số giĂ trà cừa khối lữủng radion mφ v thổng số trởn ξ. ......................... 74 2.3 Bã rởng phƠn r cừa cĂc kảnh r Higgs khối lữủng 125 GeV ra e−e+; à−à+; τ −τ + ựng vợi mởt số giĂ trà cừa khối lữủng radion mφ v thổng số trởn ξ....................... 75 2.4 Bã rởng phƠn r cừa cĂc kảnh r Higgs khối lữủng 125 GeV ra uu; dd; cc; bb; ss ựng vợi mởt số giĂ trà cừa khối lữủng radion mφ v thổng số trởn ξ....................... 76 2.5 Bã rởng phƠn r cừa kảnh r Higgs khối lữủng 125 GeV ra φφ ựng vợi mởt số giĂ trà cừa khối lữủng radion mφ v thổng số trởn ξ = 1/6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2.6 Bã rởng phƠn r cừa cĂc kảnh r radion ra γγ; gg ựng vợi mởt số giĂ trà cừa khối lữủng radion mφ v thổng số trởn ξ. . . . . 78 2.7 Bã rởng phƠn r cừa cĂc kảnh r radion ra e−e+; à−à+; τ −τ + ựng vợi mởt số giĂ trà cừa khối lữủng radion mφ v thổng số trởn ξ. .............................. 79
10. viii 2.8 Bã rởng phƠn r cừa cĂc kảnh r radion ra uu; dd; cc; bb; ss ựng vợi mởt số giĂ trà cừa khối lữủng radion mφ v thổng số trởn ξ. .............................. 80 3.1 BÊng giĂ trà tiát diằn tĂn xÔ to n phƯn khi cõ õng gõp cừa U-hÔt vổ hữợng trong quĂ trẳnh tĂn xÔ e+e− ! hh/φφ trản mĂy gia tốc ILC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 3.2 BÊng giĂ trà tiát diằn tĂn xÔ to n phƯn khi cõ õng gõp cừa U-hÔt vổ hữợng trong quĂ trẳnh tĂn xÔ γγ ! hh/φφ trản mĂy gia tốc CLIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 3.3 BÊng giĂ trà tiát diằn tĂn xÔ to n phƯn khi cõ õng gõp cừa U-hÔt vổ hữợng trong quĂ trẳnh tĂn xÔ gg ! hh/φφ trản mĂy gia tốc CLIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 3.4 BÊng giĂ trà tiát diằn tĂn xÔ to n phƯn cừa quĂ trẳnh tĂn xÔ e+e− ! Uh=Uφ trản mĂy gia tốc ILC. . . . . . . . . . . . . . 101 3.5 BÊng giĂ trà tiát diằn tĂn xÔ to n phƯn cừa quĂ trẳnh tĂn xÔ γγ ! Uh=Uφ trản mĂy gia tốc CLIC. . . . . . . . . . . . . . 104 3.6 BÊng giĂ trà tiát diằn tĂn xÔ to n phƯn cừa quĂ trẳnh tĂn xÔ gg ! Uh=Uφ trản mĂy gia tốc CLIC. . . . . . . . . . . . . . 107