《精確研究LHC上Higgs物理及其可能的新物理現象》是依託中國科學技術大學，由郭磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：精確研究LHC上Higgs物理及其可能的新物理現象
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郭磊
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
大型強子對撞機LHC的物理實驗目標是要檢驗標準模型以及探索標準模型以外的新物理。本項目中我們將針對LHC實驗上實驗工作者在實現上述目標中最重要的Higgs物理，在NLO階上精確研究其在標準模型和新物理模型下的現象，並給出鑑別新物理信號的方法。考慮到Higgs粒子是一個短壽命的不穩定粒子，我們將之間研究之間研究包含其衰變產物的的多粒子產生過程，從而可以跟好的研究其信號和其他的本底。這些過程主要有：t夸克對伴隨兩個費米子產生過程（ttff）；三矢量玻色子（VVV）產生過程；矢量玻色子伴隨jets的產生過程(VV+2jets,V+3jets)；矢量玻色子對伴隨b夸克對（VVbb）的四體末態產生過程。通過對這些重要過程的強相互作用修正的計算研究，我們將為在強子對撞機實驗上尋找Higgs粒子和發現新物理的信號提供精確的理論依據。
結題摘要
在2012年7月4日， 進行LHC實驗的Atlas和CMS組同時宣布，在125 GeV附近發現了一個類標準模型Higgs粒子的新粒子。在2013年的進一步實驗中，已經確定這個粒子是一個宇稱為偶的標量粒子，即Higgs粒子，Higgs本人因此獲得了2013年的諾貝爾物理學獎。下面一步的工作就是研究其性質，以確定是標準模型Higgs粒子還是其他新物理模型中的Higgs。 針對LHC實驗取得的進展，在青年基金支持下我們對LHC實驗上的Higgs尋找和性質做了研究。在標準模型Higgs研究方面，我們研究了ZH+jet產生過程精確到QCD次領頭階的結果，並給出了衰變末態分布。這個過程雖然不是Higgs產生的最主要過程，但是由於其和Higgs粒子與規範粒子相互作用有關，對研究Higgs性質非常重要。 在新物理方面，我們研究了在超對稱模型，小Higgs模型及額外維模型下多個Higgs產生及研究其性質的重要過程。結果表明在LHC上通過這些過程的測量，結合一定的事例選擇是可以給出更高的新物里模型限制或者分辨標準模型和新物里模型的Higgs。 除了研究Higgs物理以外，在本課題支持下我們還研究了標準模型和新物里模型下規範粒子相互作用，頂夸克物理等一系列物理問題，取得了眾多成果。這些工作可以跟電弱對稱性破缺機制有重要聯繫，如果將來在LHC上探測到新物理，可以為新物里機制確定起理論指導作用。 在本課題研究工作中我們在唯象理論研究方法上也取得了突破。我們通過結合四精度計算和極限情況解析公式改進了單圈計算程式，避免了多粒子產生過程單圈階計算中由於相空間的偽奇異點，從而得到了穩定的結果。另外針對多體產生過程中紅外發散的處理，我們開發了雙極點減除方法來，從而避免了傳統的兩截斷相空間方法帶來的大數相消帶來的不穩定的問題。同時採用適當的蒙特卡羅抽樣技術提高了理論預言精度。
