Luận văn Quá trình rã higgs vi phạm số lepton trong mô hình zee-babu

Nội dung tài liệu: Luận văn Quá trình rã higgs vi phạm số lepton trong mô hình zee-babu

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 TRẦN TRUNG HIẾU QUÁ TRèNH RÃ HIGGS VI PHẠM SỐ LEPTON TRONG Mễ HèNH ZEE-BABU LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT Lí Chuyản ngành: Vêt lý lý thuyát và Vêt lý toĂn MÂ chuyản ngành: 62 44 01 03 Người hướng dăn khoa học: TS. Hà Thanh Hựng Hà Nởi - 2017
2. Lời cÊm ơn Trước tiản, tụi xin gỷi lời biát ơn chƠn thành và sƠu sưc nhĐt đến TS. Hà Thanh Hựng, người trực tiáp hướng dăn tụi trong quĂ trẳnh hoàn thành luên vôn này. Em xin được cÊm ơn cĂc thƯy cụ trong khoa Vêt lý - Trường Đại học Sư phÔm Hà Nởi 2 đó tên tẳnh ch¿ dÔy, trang bị nhỳng nãn tÊng kián thực quý bĂu cho tụi trong quĂ trẳnh học têp và nghiản cựu. Tụi xin gỷi lời cĂm ơn tới Phỏng Sau đại học Trường Đại học Sư PhÔm Hà Nởi 2 đó tÔo điãu kiằn tốt nhĐt để chỳng tụi học têp. Lời cÊm ơn cuối cựng tụi xin dành cho gia đỡnh và người thƠn vẳ đó luụn ừng hở, động viản và sĂt cĂnh bản tụi, Hà Nởi, ngày 09 thĂng 9 nôm 2017 TrƯn Trung Hiáu i
3. Lời cam đoan Tụi xin cam đoan rơng số liằu và kát quÊ nghiản cựu trong luên vôn này là trung thực và khụng trựng lặp với cĂc đề tài khĂc. Tụi cũng xin cam đoan rơng mọi sự giỳp đỡ cho viằc thực hiằn luên vôn này đó được cÊm ơn và cĂc thụng tin trẵch dăn trong luên vôn đó được ch¿ ró nguồn gốc. TrƯn Trung Hiáu ii
4. Mục lục Lời cÊm ơn i Lời cam đoan ii CĂc ký hiằu chung v Danh sĂch bÊng vi Danh sĂch hẳnh v³ vii Mé ĐẦU 1 1 Tụng 4 1.1 Boson Higgs trong mụ hẳnh chuân . . . . . . . . . . . . . .4 1.2 Nguồn vi phÔm số lepton thá hằ trong cĂc mụ hẳnh chuân mở rởng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2 Mụ hẳnh Zee - Babu 16 2.1 CĐu trỳc hÔt trong mụ hẳnh . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 iii
5. 2.2 Lagrangian cừa mụ hẳnh Zee-Babu . . . . . . . . . . . . . . 18 3 QuĂ trẳnh r Higgs trong mụ hẳnh Zee - Babu 20 3.1 Đỉnh tương tĂc vi phÔm số lepton . . . . . . . . . . . . . . 20 3.2 Biản độ cừa kảnh r Higgs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 KẾT LUẬN 30 Tài liằu tham khÊo 31 Phụ lục 33 A CĂc hàm Passarino-Veltman 34 B Tẵnh biản độ cho giÊn đồ 37 iv
6. CĂc ký hiằu chung Trong luên Ăn này tụi sỷ dụng cĂc ký hiằu sau: Viát tưt Tản SM Standard model (Mụ hẳnh chuân) LFV Lepton flavor violating (Vi phÔm số lepton thá hằ) BR Branching ratio (Tỷ lằ r nhĂnh) VEV Vacuum expectation value (GiĂ trị trung bẳnh chƠn khụng) LHC Large Hadron Collider (MĂy gia tốc lớn Hadron) SUSY Supersymmetry (Siảu đối xựng) 3-3-1 model with heavy neutrinos (Mụ hẳnh 3-3-1 với 3-3-1HN neutrino nặng) Radiative neutrino model (Mụ hẳnh neutrino nhên khối RNM lượng tứ bờ đớnh) Minimal Supersymmetric Standard Model (Mụ hẳnh chuân MSSM siảu đối xựng tối thiºu) PV Passarino-Veltman GIM Glasshow-Iliopoulos-Maiani v
7. Danh sĂch bÊng vi
8. Danh sĂch hẳnh v³ 3.1 CĂc giÊn đồ Feynman cho quĂ trẳnh r h ! àτ trong mụ hẳnh Zee-Babu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 vii
9. Mé ĐẦU Mụ hẳnh chuân cừa vêt lý hÔt là mởt thuyát bàn vã cĂc tương tĂc hÔt nhƠn mÔnh, yáu, và điện tứ cũng như xĂc định tĐt cÊ nhỳng hÔt cơ ban. Được phĂt triºn vào nhỳng nôm đƯu cừa thêp niản 1970, mụ hẳnh chuân là mởt phƯn cừa lý thuyát trường lượng tỷ, mởt lý thuyát đó kát hủp cơ học lượng tỷ với thuyát tương đối hẹp. Mụ hẳnh chuân đó giÊi thẵch cĂc hiằn tượng vi mụ với độ chẵnh xĂc rĐt cao đến 99% khớp với thực nghiằm. Kát hủp với thuyát tương đối rởng, mụ hẳnh chuân cũng mụ tÊ thành cụng cĂc hiằn tượng tự nhiản tứ thá giới hÔt cơ bÊn đến vũ trụ rởng lớn. Với nhỳng thành cụng như vêy, mụ hẳnh chuân cũng cú nhỳng hÔn chá nhĐt định. Mụ hẳnh chuân ch¿ mụ tÊ khoÊng 5% thành phƯn vêt chĐt tuy rơng mụ tÊ rĐt thành cụng, được gọi là vêt chĐt thụng thường. PhƯn cỏn lÔi cừa vũ trụ chiám 95% văn là mởt bẵ ân. Mụ hẳnh chuân và thuyát tương đối rởng cũng khụng giÊi thẵch được Vũ trụ trước 10-44s sau vụ nờ BigBang và lÔm phĂt vũ trụ sau 10-36s. Mụ hẳnh chuân cũng ko giÊi thẵch được khối lượng neutrino khĂc khụng. CĂc thực nghiằm vã dao động cừa neutrino đ kh¯ng định neutrino phÊi cú khối lượng và trởn. Nôm 1988 người ta xĂc định được dao động cừa neutrino, nghĩa là mởt neutrino cừa vị này (vẵ dụ Muon) khi đi được mởt quÂng đường đủ lớn cú thº chuyºn thành neutrino cừa vị khĂc (vẵ dụ Tauon). Hiằn tượng này ch¿ cú thº giÊi 1
10. thẵch khi neutrino cú khối lượng phƠn bêc và trởn lăn. Để sinh khối lượng neutrino ta phÊi mở rởng mụ hẳnh hẳnh chuân. Mởt cĂch đơn giÊn là đưa vào cĂc neutrino phÊi, khi đú neutrino cú khối lượng Dirac hoặc Majorana. Hay mởt cĂch khĂc, khụng thảm neutrino phÊi, cĂc neutrino mụ hẳnh chuân s³ nhên khối lượng thụng qua bờ đớnh do nguồn vi phÔm số lepton nào đú, như mụ hẳnh Zee – Babu với cĂc trường vụ hướng. Luên vôn s³ tẳm hiºu vã cơ chá bờ đớnh cho sinh khối lượng neutrino, đồng thời xĂc định khối lượng neutrino bã rởng r cừa cĂc kảnh r Higgs trong vi phÔm số Lepton trong mụ hẳnh Zee – Babu. Chẵnh vẳ vêy chỳng tụi chọn đề tài như sau: “Quỏ trẳnh r Higgs vi phÔm số lepton trong mụ hẳnh Zee – Babu”. Mục đớch nghiản cựu. • Tẳm hiºu vã neutrino, khối lượng và sự trởn lăn cừa neutrino thụng qua bờ đẵnh do mởt nguồn vi phÔm số lepton. • Giới thiằu mởt số hÔt vụ hướng mới vào mụ hẳnh chuân sao cho số leptop bị vi phÔm. • XĂc định khối lượng neutrino trong mụ hẳnh Zee-Babu, cĂc kảnh r vi phÔm số lepton trong mụ hẳnh Zee-Babu. Đối tượng nghiản cựu. • Khối lượng neutrino, mụ hẳnh Zee – Babu, kảnh r vi phÔm số Lepton, so sĂnh dỳ liằu thực nghiằm mới nhĐt. • Đỉnh và hằ số đỉnh tương tĂc LFV, giÊn đồ Feynman và biản độ rÂ. Nởi dung nghiản cựu. • Mụ hẳnh Zee – Babu. • CĂc tương tĂc trong mụ hẳnh Zee - Babu. • Kảnh r Higgs vi phÔm số Lepton trong mụ hinh Zee – Babu. Phương phĂp nghiản cựu. 2