LHC上荷电top-pion介子与胶子的味改变联合产生

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３５卷　第４期　２００７年１１月　河南师范大学学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｎａｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　Ｖ．０Ｚ．３５　Ｎｏ．４　Ｎｏｖ．２００７　文章编号：１Ｏ００—２３６７（２００７）０４－－０２０９一Ｏｌ　ＬＨＣ上荷电ｔｏｐ—ｐｉｏｎ介子与　胶子的味改变联合产生　王学雷，许文娜　（河南师范大学物理与信息工程学院，河南新乡４５３００７）　关键词：顶色辅助的人工色（ＴＣ２）模型；荷电ｔｏｐ－ｐｉｏｎ介子；产生截面　中图分类号：Ｏ４１３．３　文献标识码：Ａ　在过去的几十年中标准模型（ＳＭ）取得了巨大的成功，大量的实验成功地验证了这一模型．然而迄今为　止，标准模型所预言的Ｈｉｇｇｓ粒子仍然没有找到，电弱对称性破缺机制还不清楚，因此研究电弱对称性破缺　机制成为粒子物理学界的最重要任务之一．　为解决标准模型中存在的问题，人们提出了很多超出标准模型的新物理模型．在这些新物理模型中，顶　色辅助的人工色（ＴＣ２）模型口　是一种较为理想的动力学破缺理论．它对电弱对称性破缺以及ｔｏｐ夸克大质　量问题都给出了合理的解释，而且它与实验符合得很好．ＴＣ２模型最典型的预言是在几百个ＧｅＶ能级区域　存在３个ＣＰ为奇的赝哥尔斯通粒子（称为ｔｏｐ－ｐｉｏｎｓ：Ⅱ产，ＩＩ　）和一个ＣＰ为偶的标量粒子（称为ｔｏｐ～ｈｉｇｇｓ：　ｈ　）．Ⅱ产，Ⅱ　和ｈ　被视为ＴＣ２模型的特征粒子，因此在高能对撞机上寻找这些粒子的产生以及与其相关的　物理迹象，是检验该模型的最有效的方法．　２００７年投人运行的大型强子对撞机（ＬＨＣ），其可探测荷电标量（赝标量）粒子的质量范围高达０（１）　ＴｅＶ量级嘲；因此，ＬＨＣ有能力探测荷电ｔｏｐ—ｐｉｏｎ介子的产生．另外，ＴＣ２模型中存在与荷电ｔｏｐ—ｐｉｏｎ介子　相关的较强树图水平的味改变耦合，这直接导致了荷电ｔｏｐ—ｐｉｏｎ介子的味改变产生过程．这些味改变过程的　ＳＭ背景比较干净，这为我们研究荷电ｔｏｐ—ｐｉｏｎ介子提供了很好的途径．在此基础上，本文研究了ＬＨＣ上　一Ⅱ，ｇ这一味改变过程．　研究结果表明：在ＬＨＣ上，　—ＩＩ＋ｇ这一味改变过程的产生截面可以达到上百个ｐｂ以上，考虑到　ＬＨＣ对撞机的年积分亮度可以达到１００　ｆｂ一，必将会有大量的ＩＩ＋ｇ产生事例．末态粒子Ⅱ　很不稳定，很　难直接探测．鉴于荷电ｔｏｐ－ｐｉｏｎ介子Ⅱ　存在两个最主要的衰变道：Ⅱ　一　和Ⅱ　一曲，我们可以通过这两　个衰变道来判断ｎｔ　ｇ的产生．然而Ⅱ　一　背景很大，很难通过这个道进行探测．而Ⅱ　一曲衰变道所产生　的信号背景很小，虽然其衰变分支比要比Ⅱ　一　的小很多，但仍能够提供１Ｏ。量级以上的ｇｃｂ产生事例，这　为通过ｐ　一Ⅱｆ＋ｇ过程探测Ⅱ　粒子提供了足够的背景干净的事例．我们的研究结果，对在ＬＨＣ上寻找　ＴＣ２模型预言的荷电ｔｏｐ－ｐｉｏｎ介子具有很重要的理论指导意义．　参　考　文　献　［１］Ｈｉｌｌ　Ｃ　Ｔ．Ｔｏｐｃｏｌｏｒ　ａｓｓｉｓｔｅｄ　Ｔｅｃｈｎｉｃｏｌｏｒ￣Ｊ］．Ｐｈｙｓ　Ｌｅｔｔ，１９９５，Ｂ３５２：３８２－－３８６．　Ｅ２３　Ｈｅ　Ｈ　Ｊ，Ｙｕａｎ　Ｃ　Ｐ．Ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｃｈａｒｇｅｄ　ｐｓｅｕｄｏｓｃａｌａｒｓ　ａｔ　ｃｏｌｌｉｄｅｒｓＥＪ￣．Ｐｈｙｓ　Ｒｅｖ　Ｌｅｔｔ，１９９９，８３：２８－－３１　收稿日期：２００７—１０—０８　基金项目：国家自然科学基金（１０３７５０１７）　作者简介：王学雷（１９６３一），男，河南林州人，河南师范大学特聘教授，博士，主要从事粒子物理方面的研究．　１，