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黑格斯(Higgs)粒子的研究是当今粒子物理学最重要的课题之一。LHC对撞机承载着粒子物理学家太多的希望即将正式运行,它的一个重要历史使命就是寻找黑格斯粒子。因此,当前研究黑格斯粒子的一些问题显得尤为紧迫。比如说如何在LHC上寻找各种模型所预言的黑格斯粒子并且研究它们的性质,尤其是要测量黑格斯粒子的相关耦合,或者说假设在LHC上发现了一个黑格斯粒子,怎样鉴定它是哪个模型预言的。这都需要人们提出一套详细的方案,为LHC上的实验提供必要的指导。出于上而的考虑,作者在本文详细地探讨了具有T-宇称的最小黑格斯模型中黑格斯玻色子的物理现象。
本文首先简要地介绍了标准模型中的黑格斯粒子,接着详细地论述如何根据小黑格斯理论的思想去构造最小黑格斯模型和具有T-宇称的最小黑格斯模型中与黑格斯场相关的拉氏量,并根据这些拉氏量给出了相关粒子的质量项及与黑格斯粒子的耦合。作者把具有T-宇称的最小黑格斯模型分为四种类犁,分别定义为I-A、I-B、II-A和II-B。最后作者对标准模型、I-A、I-B、II-A和II-B中黑格斯粒子的衰变和各种重要的产生道以及相应的观测信号进行了对比性的研究:
●研究了黑格斯粒子的各种重要衰变道,指出了标准模型和四种最小黑格斯模型彼此之间黑格斯粒子衰变的典型区别。
●研究了LHC上黑格斯粒子的主要产生道,包括gg→h、qq→qqh、qq→Wh,Zh、pp→tth和pp→bbh,并基于这些道分析了各种观测信号。在四种最小黑格斯模型中,分别指出了哪些信号对于寻找黑格斯粒子比较敏感。此外,发现通过探测道qq→h→γγ可以敏感地区分标准模型和四种最小黑格斯模型中的黑格斯粒子。
●研究了LHC上双黑格斯的主要产生道及各种可行的观测信号,包括qq→hh→bbbb、gg→hh→bbγγ、gg→hh→bbγγ和gg→hh→VVVV。指出了T-odd粒子对gg→hh过程的贡献是相当重要的,此部分贡献被以前的研究者所忽略。此外,发现在适当的参数空间内,四种最小黑格斯模型中基于qq→hh过程的各种信号都可以明显地大于标准模型的预言值,存LHC上探测这些模型的双黑格斯产生事例及较精确测量黑格斯粒子的自相互作用是有希望的。