Luận văn Đặc tính của higgs mang điện trong mô hình siêu đối xứng tiết kiệm 331 với số hạng B/μ

Nội dung tài liệu: Luận văn Đặc tính của higgs mang điện trong mô hình siêu đối xứng tiết kiệm 331 với số hạng B/μ

1. BË GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HÅC SƯ PHẠM HÀ NËI 2 Vũ Thị Th¡i ĐẶC TÍNH CỦA HIGGS MANG ĐIỆN TRONG MÆ HÌNH SIÊU ĐỐI XỨNG TIẾT KIỆM 331 với sè h¤ng B/µ Chuy¶n ngành: Vªt lý lý thuy¸t và vªt lý to¡n M¢ sè: 60 44 01 03 Người hướng d¨n: TS. Nguy¹n Huy Th£o LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HÅC VẬT CHẤT Hà Nëi - 2017
2. Lời c£m ơn Luªn v«n này được hoàn thành t¤i trường ĐHSP Hà Nëi II, dưới sự hướng d¨n cõa TS. Nguy¹n Huy Th£o. Tôi xin bày tỏ láng c£m ơn s¥u s­c đến TS. Nguy¹n Huy Th£o, người th¦y đã tªn t¼nh truy·n d¤y, hướng d¨n đëng vi¶n, kh½ch l» tôi trong suèt qu¡ tr¼nh học tªp và nghi¶n cùu khoa học để hoàn thành luªn v«n này. Tôi xin c£m ơn c¡c th¦y cô gi¡o trong tê bë môn Vªt lý lý thuy¸t, khoa Vªt lý trường Đại học Sư ph¤m Hà Nëi 2 đã gi£ng d¤y, giúp đỡ chia s´ c¡c tài li»u bê ½ch và t¤o điều ki»n cho tôi hoàn thành tôt luªn v«n. Đồng thời, tôi cũng xin gûi lời c£m ơn đến c¡c anh chị và c¡c b¤n lớp cao học đã giúp đỡ tôi trong qu¡ tr¼nh nghi¶n cùu cõa m¼nh. Tôi r§t bi¸t ơn gia đình, người th¥n, b¤n b± và c¡c đồng nghi»p luôn động vi¶n và chia s´ khó kh«n cùng tôi trong suèt qu¡ tr¼nh học tªp và nghi¶n cùu. Hà Nëi, th¡ng 9 n«m 2017 Học vi¶n Vũ Thị Th¡i
3. Lời cam đoan Tôi xin đảm b£o sè li»u và k¸t qu£ nghi¶n cùu trong luªn v«n này là trung thực và không trùng lặp với c¡c luªn v«n kh¡c. Cụ thº, chương mët và chương hai là ph¦n têng quan giới thi»u nhúng v§n đề cơ sở có li¶n quan đến luªn v«n. Chương ba tôi đã sû dụng k¸t qu£ t½nh to¡n mà tôi đã thực hi»n cùng với th¦y hướng d¨n TS. Nguy¸n Huy Th£o. Cuèi cùng tôi xin kh¯ng định c¡c k¸t qu£ có trong luªn v«n:"Đặc t½nh cõa Higgs mang điện trong mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m 3-3-1, với sè h¤ng B/µ" là k¸t qu£ mới không trùng lặp với c¡c k¸t qu£ cõa c¡c luªn v«n và công tr¼nh đã có. Hà Nëi, th¡ng 9 n«m 2017 Học vi¶n Vũ Thị Th¡i
4. Mục lục Lời c£m ơn Lời cam đoan C¡c k½ hi»u chung Mở đầu 1 1 Mô h¼nh chu©n và mô h¼nh ti¸t ki»m 3-3-1 5 1.1 Giới thi»u v· mô h¼nh chu©n . . . . . . . . . . . . . . . .5 1.1.1 Giới thi»u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 1.1.2 Nhúng thành công và h¤n ch¸ cõa mô h¼nh chu©n8 1.2 Mô h¼nh ti¸t ki»m 3-3-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3 Lý Thuy¸t si¶u đối xùng . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3.1 Giới thi»u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3.2 Đại sè Poincare và c¡c spinor . . . . . . . . . . . 14 1.3.3 Si¶u không gian và si¶u trường . . . . . . . . . . 17 1.3.4 Mët sè qui t­c x¥y dựng Lagrangian si¶u đối xùng 23 1.3.5 Ph¥n lo¤i c¡c đóng góp vào Lagrangian SUSY. . . 28 2 Higgs mang điện trong mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m
5. 3-3-1 với sè h¤ng B/µ 31 2.1 Mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m 3-3-1 với sè h¤ng B/µ . 31 2.2 Th¸ vô hướng cõa Higgs và ph¦n Higgs . . . . . . . . . . 34 3 Khèi lượng cõa Higgs mang điện đơn trong mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m 3-3-1, với sè h¤ng B/µ 38 3.1 Ph¦n Higgs mang điện đơn . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.2 Khèi lượng cõa c¡c Higgs mang đi»n . . . . . . . . . . . 42 K¸t luªn 47 Tài li»u tham kh£o 48
6. C¡c k½ hi»u chung Trong luªn v«n này tôi sû dụng c¡c k½ hi»u sau: T¶n K½ hi»u Mô h¼nh chu©n SM Mô h¼nh si¶u đối xùng (nói chung) SUSY Mô h¼nh 3-3-1 ti¸t ki»m E331 Mô h¼nh si¶u đối xùng tèi thiºu MSSM Mô h¼nh 3-3-1 ti¸t ki»m si¶u đối xùng SUSYE331 Mô h¼nh si¶u đối xùng tèi thiºu rút gọn 3-3-1 SUSYRM331 Đối xùng ch®n l´ và li¶n hñp điện t½ch CP M¡y gia tèc n«ng lượng cao LHC Vi ph¤m sè lepton th¸ h» LFV
7. 1 Mở đầu 1. Lý do chọn đề tài Chúng ta bi¸t r¬ng vi»c nghi¶n cùu sự tương t¡c cõa c¡c h¤t cơ b£n có tồn t¤i 4 lo¤i tương t¡c: Tương t¡c m¤nh, tương t¡c y¸u, tương t¡c điện tø và tương t¡c h§p d¨n. Tương t¡c m¤nh g­n k¸t quark trong h¤t nh¥n nguy¶n tû và làm cho vªt ch§t vúng b·n. Tương t¡c điện tø di¹n t£ electron tương t¡c với proton trong h¤t nh¥n nguy¶n tû để t¤o n¶n nguy¶n tû và ph¥n tû cõa c¡c hóa ch§t trong b£ng tu¦n hoàn Mendeleef cũng như c¡c t¸ bào và gen sinh vªt. Tương t¡c y¸u chi phèi toàn di»n sự vªn hành cõa neutrino, làm cho mët sè h¤t nh¥n nguy¶n tû ph¥n r¢ và ph¡t t¡n neutrino. Ba tương t¡c"phi h§p d¨n": m¤nh, y¸u, điện tø đã được mô t£ thèng nh§t trong mët lý thuy¸t t¡i chu©n hóa được, vi»c gi£i th½ch c¡c lo¤i tương t¡c này đã được x¥y dựng l½ thuy¸t thèng nh§t tương t¡c là nëi dung ch½nh cõa nghi¶n cùu vªt l½ h¤t cơ b£n. Hai tương t¡c cơ b£n điện tø và h¤t nh¥n y¸u tuy có cường độ tương t¡c hi»u dụng qu¡ kh¡c bi»t nhưng v¼ nhªn th§y chúng có nhi·u đặc t½nh chung n¶n S.Glashow, A.Salam và S.Weiberg đã k¸t hñp tương t¡c điện tø và tương t¡c h¤t nh¥n y¸u trong
8. 2 mët lý thuy¸t duy nh§t mà Salam đặt t¶n là điện-y¸u (electroweak), k¸t hñp với lý thuy¸t tương t¡c m¤nh, lý thuy¸t này gọi là mô h¼nh chu©n (Standard Model). Mô h¼nh chu©n ti¶n đoán nhi·u hi»n tượng và h¤t mới l¤ cũng như t½nh ch§t cõa chúng mà sau đó đều được thực nghi»m kiºm chùng với độ ch½nh x¡c cao: Như dáng trung háa cõa tương t¡c h¤t nh¥n y¸u, c¡c quark charm, top, bottom, hai boson chu©n W; Z, và g¦n đây nh§t là h¤t cơ b£n vô hướng Higgs đưñc ph¡t hi»n vào n«m 2012. Vi»c ti¶n đoán sự có mặt cõa Higgs trong th¸ giới đã được b­t đầu xu§t hi»n tø th§p k¿ 60. Nhưng chưa đưa ra được b¬ng chùng thực nghi»m, m¢i tới n«m 2012 đ¢ được c¡c nhà Vªt l½ học tr¶n th¸ giới t¼m ra tø thực nghi»m và công bè điều này. Mặc dù là lý thuy¸t r§t thành công, nhưng mô h¼nh chu©n cán nhi·u v§n đề cán tồn t¤i. Như v§n đề ph¥n bªc n«ng lượng, khèi lượng neutrino, vªt ch§t tèi, n«ng lượng tối...Mô h¼nh SUSYE 3-3-1 là mët trong nhúng mô h¼nh kh­c phục được nhúng nhược điểm cõa mô h¼nh chu©n. Trong luªn v«n chúng tôi dự ki¸n s³ tªp trung vào nghi¶n cùu Higgs mang điện đơn trong mô h¼nh SUSYE 3-3-1 với sè h¤ng B/µ, v¼ hai l½ do: Thù nh§t mô h¼nh SUSYE 3-3-1 có ph¦n Higgs đơn gi£n nh§t trong c¡c mô h¼nh 3-3-1, đ¢ được nghi¶n cùu mët c¡ch rëng r¢i. Thù hai sự xu§t hi»n cõa Higgs trong mô h¼nh SUSYE 3-3-1 có £nh hưởng r§t lớn trong vùng không gian tham sè cõa c¡c mô h¼nh hi»n nay, bao gồm c£ mô h¼nh SUSY 3-3-1. Do đó vi»c nghi¶n cùu Higgs mang điện đơn trong mô h¼nh SUSYE 3-3-1 mở rëng là r§t c¦n thi¸t. Ch½nh v¼ vªy tôi đã chọn đề tài "Đặc t½nh cõa Higgs mang điện trong mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m 3-3-1 với sè h¤ng B/µ" để nghi¶n cùu.
9. 3 2. Mục đích nghi¶n cùu • Giới thi»u mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m 3-3-1 với sè h¤ng B/µ. • T¼m khèi lượng Higgs mang điện trong mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m 3-3-1 với sè h¤ng B/µ. 3. Nhi»m vụ nghi¶n cùu • Nghi¶n cùu v· mô h¼nh chu©n và c¡c mở rëng. • T¼m hiºu v· mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m 3-3-1 với sè h¤ng B/µ. • Đánh gi¡ khèi lượng Higgs mang điện trong mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m 3-3-1 với sè h¤ng B/µ. 4. Đối tượng và ph¤m vi nghi¶n cùu • Đối tượng nghi¶n cùu: Khèi lượng cõa Higgs mang điện trong mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m 3-3-1 với sè h¤ng B/µ. • Ph¤m vi nghi¶n cùu: Trong khuôn khê lý thuy¸t trường lượng tû, chúng tôi t½nh to¡n và t¼m khèi lượng Higgs mang điện trong mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m 3-3-1 với sè h¤ng B/µ. 5. Phương ph¡p nghi¶n cùu • Sû dụng phương ph¡p lý thuy¸t trường lượng tû. • Kh£o s¡t, t½nh to¡n k¸t qu£ b¬ng ph¦n m·m mathematica.
10. 4 6. Dự ki¸n đóng góp mới 7. C§u trúc luªn v«n Ngoài ph¦n mở đầu, k¸t luªn và phụ lục, luªn v«n gồm 3 nëi dung ch½nh sau: • Mô h¼nh chu©n và mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m 3-3-1 với sè h¤ng B/µ. • Đặc t½nh cõa Higgs mang điện trong mô h¼nh si¶u đèi xùng ti¸t ki»m 3-3-1 với sè h¤ng B/µ. • Khèi lưñng Higgs mang điện trong mô h¼nh si¶u đối xùng ti¸t ki»m 3-3-1 với sè h¤ng B/µ.