顶夸克物理与超出粒子物理标准模型的新物理的对撞机唯象学
批准号:
12075257
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
张昊
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:
张昊
中文摘要
顶夸克是粒子物理标准模型中最重的费米子,其与希格斯场的较强相互作用预示着,对其性质的研究是理解电弱对称性自发破缺机制的关键。另一方面,由于顶夸克寿命短于色禁闭时间尺度,它是唯一一种自旋信息能够在衰变产物中被保留的夸克。因此,无论从理论上、还是从实践上讲,在对撞机上对顶夸克物理进行深入研究都具有重要意义。本研究项目,旨在通过在大型强子对撞机和未来对撞机上对与顶夸克有关的重要标准模型过程、标准模型稀有过程和新物理过程的唯象学研究,达到以下三个目的:(1)加深对标准模型本身的理解;(2)寻找超出标准模型的新物理或为其建议可能的方向;(3)加深对量子场论的理解。
英文摘要
Top quark is the heaviest fermion in the Standard Model of particle physics. The strong interaction between it and the Higgs field hints that its property is the key to understand the mechanism of the electroweak symmetry spontaneously breaking. On the other hand, since the lifetime of top quark is shorter than the time scale of the color confinement, top quark is the unique quark whose spin information can be kept in its decay products. Thus, it is important to investigate the top physics at colliders from the point of view of both theory and practice. With studying the top quark related important standard model processes, standard model rare processes and new physics processes at the large hadron collider and future colliders, the main aims of this project are: (1) improving the understanding of the standard model; (2) searching for new physics beyond the standard model; (3) improving the understanding of quantum field theory.
顶夸克是粒子物理标准模型中最重的费米子,其与希格斯场的较强相互作用预示着,对其性质的研究是理解电弱对称性自发破缺机制的关键。另一方面,由于顶夸克寿命短于色禁闭时间尺度,它是唯一一种自旋信息能够在衰变产物中被保留的夸克。因此,无论从理论上、还是从实践上讲,在对撞机上对顶夸克物理进行深入研究都具有重要意义。本项目的主要研究内容,是通过在大型强子对撞机和未来对撞机上对与顶夸克有关的重要标准模型过程、标准模型稀有过程和新物理过程的唯象学研究,加深对标准模型本身的理解,寻找超出标准模型的新物理或为其建议可能的方向,加深对量子场论的理解。在研究过程中,团队对利用顶夸克作为探针,通过研究顶夸克与希格斯玻色子、暗物质粒子候选者粒子等粒子的相互作用,针对顶夸克诱导过程、顶夸克联合产生过程、多顶夸克产生过程等与顶夸克相关的过程给出的特定高能对撞机信号,开展唯象学研究,提出寻找可能存在的超出标准模型的新物理的方法。团队还对顶夸克相关的有效场论方法、特别是有关目前主流的标准模型有效场论(SMEFT) 开展了理论研究。研究主要讨论 SMEFT 中的华沙(Warsaw basis)与 SILH 基的等价性问题,从有效理论幺正限的角度出发,为不同算符基的等价性讨论给出了一个范例。最后,面向实验可能出现的新物理和新现象,本项目开展了大量工作,其中包括:对双 W 玻色子喷注加丢失横能量等特征新物理信号的对撞机唯象学的研究,与缪子反常磁矩有关的磁偶级算符在各种高能对撞机上的寻找的研究,电子-离子对撞机上寻找轴子的方法探索,高能对撞机上希格斯玻色子对产生过程及其对可能存在的新物理的寻找的意义,在未来轻子对撞机上寻找电弱能标量子非定域性的证据,在未来轻子对撞机上研究中微子质量的起源问题等。
TeV物理与粒子物理中的量子现象
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批准号:12575114
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项目类别:面上项目
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资助金额:52.00万元
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批准年份:2025
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负责人:张昊
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依托单位:
国内基金
海外基金