摘要：B-L模型是超出标准模型的新物理模型候选者之一。本文在B-L模型下，对大型强子对撞机（LHC）和国际直线对撞机（ILC）上希格斯粒子和顶夸克对协同产生过程进行了研究。研究结果表明，在该模型合理的参数空间范围内， 在LHC上的产生截面与当前实验值相比有较大的偏离，因此B-L模型尚不能对此效应给出合理的理论解释；同时，该模型下 在ILC上的产生截面与标准模型相比也有较大的偏离，能够达到ILC的探测敏感度。对以上两个过程的研究结果，可为检验标准模型和B-L模型提供一个很好的途径。43018

毕业论文关键词：大型强子对撞机；国际直线对撞机；新物理模型；希格斯粒子

The Associated Higgs Production with A Pair of Top Quarks in The B-L Model at High Energy Collider

Abstract: The B-L extension of the Standard Model is one of the candidates of new physical model. In this paper, we mainly study the associated Higgs production with a pair of top quarks in the B-L model at the Large Hadron Collider (LHC) and International Linear Collider (ILC). The research results show that in the reasonable range of parameter space, the production cross section of   has a larger deviation with the experimental value at the LHC, the B-L model can not give a reasonable theoretical explanation on this question; and the B-L model predict that the production cross section of   has a big difference compared with the Standard Model at the ILC. It could achieve the detection sensitivity of the ILC. The research results of the above two processes provide a good way for inspecting the correctness of the Standard Model and B-L model.

Key Words: Large Hadron Collider; International Linear Collider; New physical model; Higgs boson

 引言

自从二十世纪七十年代，粒子物理学中的标准模型(Standard Model，简称SM)建立之后，其已经被大量的精确实验所验证。虽然标准模型取得诸多的成功，但是标准模型还不是一套完备的理论。目前仍存在有许多问题，比如它并没有描述到引力，没能给出中微子质量优尔^文-论;文~网www.youerw.com，对于宇宙中暗物质来源方面的解释尚有许多不足之处。这使得人们普遍认为标准模型还有待完善，目前只是一个低能有效的理论[1]。经过诸多理论物理学家的不懈努力，提出了许多标准模型之外的新物理模型，比如，超对称模型，额外维模型，小希格斯模型等。这些模型大多是基于标准模型，并在此基础上对其进行扩充。

2012年7月，大型强子对撞机（Large Hadron Collider，简称LHC）上的ATLAS和CMS实验组观测到一个质量约为125GeV的玻色子共振态。到目前为止，该粒子的性质和标准模型所预言的希格斯粒子的性质是基本一致的。然而，由于LHC上有较为复杂的背景，要利用它精确研究希格斯粒子的性质是非常困难的。此外，由于当前LHC的统计数据有限，希格斯粒子与标准模型粒子之间的耦合也存在着很大的不确定性。然而，下一代的国际直线对撞机（International Linear Collider，简称ILC）由于具有清晰的背景，则能够较为细致的研究与希格斯粒子有关的性质，在一定程度上能够检验和修正LHC的测量结果。

顶夸克对和希格斯粒子协同产生过程的研究是探寻新物理模型的一个很好的途径[2]。到现在为止，基于LHC和ILC对顶夸克对和希格斯粒子协同产生过程 ， 在具有T宇称的最小希格斯模型[3]、左右双希格斯模型[4]等已有大量的研究。最近CMS和ATLAS实验组又公布了 耦合的实验数据[5,6]，为此，本文对顶夸克对和希格斯粒子协同产生过程进行了研究。

标准模型的最小B-L（Baryon number minus Lepton number）扩充是基于 群规范对称性，对标准模型的规范群 的进一步与重子数减轻子数有关的 扩充。这种扩充和当前中微子具有轻的质量以及不同种类的中微子之间存在混合的实验结果是基本一致的[7]。另外，该模型预言了一些标准模型之外的新粒子，诸如新的重规范玻色子，重的中微子和重的新中性希格斯玻色子。此外，在B-L模型中，由于超出标准模型的粒子存在，一些与希格斯粒子有关的耦合也与标准模型相比有所更改。这些新的效应将更改标准模型中希格斯粒子的性质，使得B-L模型的唯象在LHC和ILC上十分丰富。