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【6h】

Z’玻色子的轻子味破坏耦合和τ轻子、赝标量介子的稀有衰变

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声明

摘要

1 引言

2 新规范玻色子Z’简介

2.1 Z’玻色子的基本性质

2.2 Z’玻色子的耦合

2.3 Z-Z’混合

2.4 一些典型的Z”模型

3 轻子味破坏(LFV)

3.1 轻子味破坏(LFV)的基本内容

3.2 轻子简介

3.2.1 轻子的基本性质

3.2.2 轻子的味守恒衰变

3.2.3 轻子的味破坏衰变

3.3 赝标量介子简介

3.3.1 赝标量介子的基本性质

3.3.2 赝标量介子的衰变

4 电弱精确测量数据对Z’玻色子与轻子耦合的约束

4.1 Z’玻色子与轻子耦合Z’eiej

4.2 Z’玻色子与轻子味守恒耦合的约束

4.3 Z’玻色子与轻子味破坏耦合的约束

5 Z’玻色子对稀有衰变过程的贡献

5.1 一些典型Z’模型预言的轻子味破坏耦合常数gμeL,R和gΤμL,R的确定

5.2 Z’玻色子对轻子味破坏过程Τ→μve(-v)e,μ→eve(-v)e的贡献

5.3 Z’玻色子对轻子昧破坏过程Τ→μP的贡献

5.4 Z’玻色子对轻子味破坏过程P→μe的贡献

6 总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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摘要

粒子物理标准模型(SM)虽然能够成功描述基本粒子的弱相互作用,电磁相互作用及强相互作用,但是该理论仍然有许多问题还未能解决,如规范等级问题。超出SM的新物理模型的提出则是为了解决SM未能解决的这些问题。对标准模型的一个最基本的扩展就是包含了新的U(1)'规范群,几乎所有基于规范群SU(3)C×SU(2)L×U(1)Y×U(1)'的新物理模型都预言了新规范玻色子Z'的存在,如E6模型,LR模型,ALR模型,331模型等。
  标准模型中中微子是无质量的,但是目前中微子振荡实验,证实了中微子是有质量的,这说明轻子味破坏(LFV)过程可以发生。而LFV信号往往被认为是超出SM的新物理模型所预言的。大部分新物理模型所预言的新规范玻色子Z'与SM费米子有LFV耦合Z'lilj。考虑到LFV过程μ→3e和(τ)→3μ的实验上限对LFV耦合Z'lilj的约束,本文分析了E6模型,LR模型,ALR模型及331模型下,Z'玻色子对轻子的LFV衰变过程li→ ljvl(v)l,(τ)→μP和赝标量介子的LFV衰变过程P→μe的贡献(P=π0,η,η')。分析计算结果发现,领头阶上,这些LFV衰变过程的分支比的最大值都与Z'玻色子的质量MZ'无关。分支比Br((τ)→μvl(-l)e)的最大值要比分支比B(r)(μ→evl(v)l)的最大值大了至少4个量级,E6模型所预言的新规范玻色子Z'X使过程(τ)→μvl(v)l的分支比的最大值能够达到1.1×10-7。对于轻子味破坏过程(τ)→μP,本文所考虑的所有Z'模型预言的Z'玻色子对其都有重要的贡献,而LR模型预言的新规范玻色子Z'LR对衰变过程(τ)→μP的贡献是最大的,但是,该模型预言的分支比B(r)((τ)→μP)的最大值仍然比目前的实验上限小了至少一个量级。而轻子味破坏过程μ→3e的实验上限对LFV耦合Z'lilj的约束,使Z'玻色子对赝标量介子的LFV衰变过程P→μe的贡献很小,而且,所有Z'模型预言的LFV过程P→μe的分支比B(r)(P→μe)的值都却远低于其相应的实验上限。

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