课题基金 / 基金详情

高能对撞机上希格斯粒子性质的精确研究及新物理探索

批准号:
12065013
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
37.0 万元
负责人:
段鹏飞
依托单位:
学科分类:
标准模型精确检验与新物理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
段鹏飞

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
在实验上发现希格斯(Higgs)粒子之后,精确检验其性质进而寻找新物理,就成为当前粒子物理学界的重要课题。通过对高能对撞机上Higgs伴随产生过程和新物理模型重Higgs的衰变过程进行精确研究,来探索可能的新物理效应,是完成此课题的有效途径。本项目选取了一些重要的Higgs伴随产生过程和重Higgs粒子的衰变过程作为研究内容。为满足高能对撞实验对理论预言的高精度需求,本项目将在新物理模型下对这些过程进行精确研究,给出Higgs伴随产生过程完整的次领头阶修正,以及重Higgs粒子衰变过程的双圈QCD修正。根据不同对撞模式对撞机的特点,本项目将对应选取有利的Higgs衰变道进行本底分析,为实验测量提供可行的实验方案。本项目的开展,将为高能对撞实验精确检验Higgs的性质提供精确的理论依据。双圈QCD修正是当前量子场论计算领域的难点,本项目希望攻克该难点,为高阶辐射修正计算的发展做出贡献。
英文摘要
Since the discovery of the Higgs boson, it becomes an important topic in modern particle physics to test Higgs boson property precisely and search for New Physics. It is an effective way to accomplish this topic that searching for the clues of New Physics by precision studies of Higgs boson associate production at high energy colliders and New Physics heavy Higgs decay. This project selects some important Higgs boson associate production and heavy Higgs decay processes as the research contents. In order to meet the high precision demand of high energy colliders experiments for theoretical predictions, this project will study these processes precisely in New Physics models, present complete Next-to-Leading order (NLO) corrections to Higgs boson associate production processes and two-loop QCD corrections to the heavy Higgs decay processes. According to the characteristics of colliders with different collision modes, this project will select favorable Higgs decay channels for background analysis, and provide the feasible experimental schemes for experimental measurements. This project will provide precise theoretical basis for precision testing of Higgs boson properties in high energy colliders experiments. The studies of two-loop QCD corrections is difficult in Quantum Field Theory, this project hopes to overcome this difficulty and make contributions to the development of high order corrections.
精确检验标准模型进而寻找新物理存在的线索是高能对撞机最重要的目标之一,随着对撞能量和积分亮度的提高,高能对撞实验对理论预言的精度要求也越来越高。理论计算上,单圈水平的修正计算已经实现了自动化,但双圈水平的修正计算目前还是粒子物理领域的难点。希格斯(Higgs)粒子因其在标准模型中的重要地位,让其成为实验和理论上共同关注的主要目标。基于上述原因,本项目主要完成了以下内容的研究:1.正负电子对撞机上Higgs伴随光子产生过程的高阶双圈QCD修正;2.正负电子对撞机上CP为奇的赝标量Higgs(A⁰)伴随光子或Z产生过程的高阶双圈QCD修正;3.带电希格斯玻色子的两个重要衰变道(H→WZ 和 H→Wγ)的高阶双圈QCD修正。以上研究过程均是在新物理模型双希格斯二重态模型下开展的。研究结果表明:双圈QCD修正是十分可观的,上述三项研究的双圈QCD修正最高分别可达35%、20%、50%. 因此高能对撞实验在对这些产生和衰变过程进行数据分析时,必须考虑高阶双圈QCD修正。另外,在正负电子对撞机上Higgs伴随光子产生过程的高阶双圈QCD修正的研究中,我们考虑了初态电子-正电子束的不同极化模式,这不仅可以放大该过程的产生信号,也提高了未来实验观察到该信号的可能性。本项目的研究紧密结合当前高能物理实验的实验数据,充分考虑了实验和理论上对新物理模型参数的限制,并对双希格斯二重态模型的参数空间进行了梳理和总结。本项目对Higgs的产生和衰变过程的高阶双圈修正研究,不仅为高能对撞实验精确检验Higgs的性质提供了精确的理论依据,而且为实验上寻找新物理给出了可能的方向;项目研究中有关双圈修正的计算技术和符号运算的成果,可以为量子场论高阶辐射修正计算领域提供一些可借鉴的方法和技巧。
LHC和超高能强子对撞机上顶夸克与规范粒子或Higgs耦合特性的精确研究
  • 批准号:
    11405076
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    段鹏飞
  • 依托单位:
LHC上Higgs耦合特性研究中的新物理探索
  • 批准号:
    11347101
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    5.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    段鹏飞
  • 依托单位:
国内基金
海外基金