LHC時代單態場擴充超對稱模型的限制與檢驗

《LHC時代單態場擴充超對稱模型的限制與檢驗》是依託武漢大學，由朱經亞擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：LHC時代單態場擴充超對稱模型的限制與檢驗
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：朱經亞
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

單態場擴充的超對稱模型（SEMSSM）是對最小超對稱模型（MSSM）的最簡單有效的擴充。當前LHC和暗物質實驗發展迅速，已經能夠限制和排除一些新物理模型；尤其是重Higgs尋找實驗的結果，將會對SEMSSM的參數空間產生強烈限制。本項目以重Higgs為切入點，密切聯繫實驗進展，運用先進的計算手段，利用新的實驗結果限制和排除SEMSSM一些現有的特殊參數方案，考察超對稱理論的存活狀態；在更廣範圍內研究超對稱參數空間的性質，拓寬超對稱模型解釋實驗結果的能力，豐富超對稱唯象研究；提出新的參數方案更有效地解釋新的實驗結果，為實驗結果提供新的可能的解釋；在新的參數方案下系統地研究非標準模型Higgs及其超對稱伴子的性質，計算它們對類標準模型Higgs、暗物質和超夸克的影響，對實驗上探測和檢驗新物理有重要的指導意義。

結題摘要

在國家自然科學基金的支持下，本項目主持人建立了武漢大學第一個TeV物理唯象學，也是目前唯一一個專門的高能物理唯象學研究團隊，包括在讀研究生5名。在項目執行期間完成論文5篇，另有2篇已完成計算正在撰寫中。次最小超對稱模型（NMSSM）是最著名的單態場擴充的超對稱模型（SEMSSM），目前LHC實驗和暗物質直接探測實驗對它有了較強的限制，同時也為其檢驗提供了機遇。對半受限（sc）的NMSSM模型，我們具體研究了在當前實驗數據對它的限制，研究了類標準模型Higgs的不可見衰變和奇異衰變、輕Higgs、重Higgs、輕暗物質、輕higgsino等存在的特點、在對撞機上探測的途徑、相互之間的關係，得到了scNMSSM可以在2σ水平上滿足μ反常磁矩限制，輕singlino暗物質可以提供大小適中的暗物質殘留密度，輕higgsino可以在高亮度LHC上得到檢驗等一系列有趣的結論。另外，我們還研究了受限最小超對稱模型（CMSSM）的規範伴子質量不統一擴展模型、最小dilaton模型等。這些研究豐富了新物理唯象研究，對新物理模型構造有一定的導向作用，對LHC、暗物質等現有的實驗有一定的指導意義，同時也為CEPC等未來對撞機的建造提供了一定的理論支撐。在計算技術方面，我們研究掌握了對撞機信號的蒙特卡洛模擬、機器學習用於超對稱參數空間掃描等前沿技術，完成了相關的具體研究工作，並為機器學習技術在蒙特卡洛模擬方面的套用打好了堅實的基礎。在人才培養方面，團隊成員王坤同學已經成為機器學習在高能物理套用等方面的優秀青年學者，其作為唯一物理專業成員參加的團隊在高能對撞粒子分類機器學習挑戰賽初賽300多支隊伍中脫穎而出獲得第一名，相應複賽正在進行中。中文論文以繩桿複合擺問題為例，展示了物理唯象學的一般研究方法，對武漢大學本科生、參加全國物理競賽的中學生等有一定的啟迪作用，為高能物理唯象學研究積累了後備人才。