Ảnh hưởng của radion và u hạt lên một số quá trình tán xạ năng lượng cao

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ TRIỆU QUỲNH TRANG ẢNH HƯỞNG CỦA RADION VÀ U-HẠT LÊN MỘT SỐ QUÁ TRÌNH TÁN XẠ NĂNG LƯỢNG CAO Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết Vật lý toán Mã số: 62 44 01 03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS HÀ HUY BẰNG Hà Nội - 2016 Líi cam oan Tỉi xin cam oan lu“n ¡n " nh hững ca radion v U ht lản mt s quĂ trnh tĂn x nông lữổng cao" l cổng trnh nghi¶n cøu cıa tỉi C¡c k‚t qu£ v sŁ li»u ÷æc tr… nh b y lu“n ¡n l trung thỹc,  ữổc cĂc ỗng tĂc giÊ cho php sò dửng v chữa tng ữổc cổng b bĐt ký cæng tr…nh n o kh¡c T¡c gi£ lu“n ¡n Tri»u Qnh Trang Líi c£m ìn Tỉi xin gßi líi bit ỡn chƠn th nh v sƠu sc nhĐt n GS TS H Huy Bng-ngữới thy  ht lặng tn tửy, giúp ù, hữợng dÔn tổi quĂ trnh hồc t“p, nghi¶n cøu v ho n th nh lu“n ¡n Thy  truyãn cho tổi niãm say mả khoa hồc v tinh thƒn l m vi»c nghi¶m tóc, ki¶n tr… v khæng ng⁄i gian khŒ â l nhœng øc t‰nh rĐt cn thit cho nhng th hằ trà nhữ chúng tổi Thy  luổn l tĐm gữỡng cho chúng tổi noi theo Tỉi xin ch¥n th nh c£m ìn c¡c Thy B mổn Vt lỵ lỵ thuyt  truyãn t cho chúng tổi nhng kin thức quỵ bĂu, trang b cho chúng tổi nhng phữỡng phĂp nghiản cứu khoa håc hi»n ⁄i cịng mºt t÷ s¡ng t⁄o ºc ¡o Tỉi xin c£m ìn Ban chı nhi»m khoa V“t lỵ, Phặng sau i hồc v Ban GiĂm hiằu Trữớng i hồc Khoa hồc tỹ nhiản  to iãu kiằn, gióp ï tỉi qu¡ tr…nh håc t“p t⁄i khoa v ho n th nh b£n lu“n ¡n n y C£m ìn Q Ph¡t tri”n Khoa håc v Cỉng ngh» Vi»t Nam NAFOSTED ¢ hØ trỉ mºt phƒn kinh ph‰ cho tæi thüc hi»n lu“n ¡n n y thæng qua • t i sŁ 103.012014.22 Líi c£m ìn cuŁi cịng xin ữổc gòi n gia nh tổi vợi lặng bit ỡn sƠu sc nhĐt TĂc giÊ lun Ăn Triằu Quýnh Trang Möc löc Danh möc c¡c tł vi‚t t›t Danh möc c¡c b£ng Danh möc c¡c h…nh v‡ v ç M— U Ch÷ìng M˘ H NH CHU N V Sĩ M RáNG 1.1 Giợi thiằu chung vã mỉ h… 1.2 Mỉ h…nh chu'n si¶u Łi x 1.3 Mæ h…nh chu'n mð rºng radion 1.3.1 1.3.2 1.4 Mð rºng mæ h…nh chu'n particle 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.5 K‚t lu“n ch÷ìng Ch÷ìng HI U ÙNG RADION L N C C QU TR NH TNX 2.1 Hi»u øng radion l¶n qu¡ tr 2.2 Hiằu ứng radion lản quĂ tr 2.3 Kt lun chữỡng Ch÷ìng HI U ÙNG CÕA U-H T L N C C QU TRNHT NX 3.1 3.2 3.3 3.4 Hi»u øng cıa U-h⁄t l¶n qu¡ t Hi»u øng cıa U-h⁄t l¶n qu¡ t + Qu¡ tr…nh t¡n x⁄ e e c¡c Hi»u øng cıa U-h⁄t l¶n qu¡ t squarks Hi»u øng cıa U-h⁄t l¶n qu¡ t squarks K‚t lu“n ch÷ìng 3.5 3.6 KTLUN DANH MÖC C C C˘NG TR NH KHOA H¯C CÕA T C GI LI NQUAN NLU N N T ILI UTHAMKH O PHƯ LƯC Danh mưc c¡c LHC M¡y va ch⁄m hadron lỵn (Large MSSM Mỉ h…nh chu'n siảu i xứng ti QCD Sc ng hồc lữổng tò (Quantum c QED iằn ng hồc lữổng tò (Quantum e RS Randall- Sundrum SM Mæ h…nh chu'n (Standard Model) SUSY Si¶u Łi xøng (Supersymmetry) Danh s¡ch b£ng 1.1 C§u tróc h⁄t cì b£n mỉ h…nh chu'n 1.2 CĐu trúc ht mÔu MSSM 2.1 Ti‚t di»n t¡n x⁄ to n phƒn qu¡ tr…nh ! vỵ tham gia cıa radion 2.2 T¿ sŁ giœa ti‚t di»n t¡n x⁄ vi ph¥n tr÷íng tham gia cıa radion v tr÷íng hỉp khỉng gia ca radion theo cĂc mức nông lữổng va ch 2.3 T¿ sŁ giœa ti‚t di»n t¡n x⁄ tr÷íng hỉp câ cıa radion v tr÷íng hỉp khỉng câ sỹ th radion theo cĂc mức nông lữổng va chm 2.4 Ti‚t di»n t¡n x⁄ to n phƒn qu¡ tr…nh t¡n x⁄ vỵi sü tham gia ca radion cĂc mức nông lữổ khĂc 3.1 Ti‚t di»n t¡n x⁄ to n phƒn qu¡ tr…nh t¡n x⁄ vỵi sü tham gia cıa u-h⁄t theo h» sŁ du ð c¡c mø l÷ỉng kh¡c 3.2 Ph¥n bŁ gâc cıa qu¡ tr…nh t¡n x⁄ Bhabha c p gia ca u-ht mức nông lữổng gõc tĂn x⁄ kh¡c 3.3 Ph¥n bŁ gâc qu¡ tr…nh t¡n x⁄ Bhabha ð p l÷ỉng khỉng câ sü tham gia cıa u-h⁄t 3.4 Ti‚t di»n t¡n x⁄ to n phn vợi sỹ Ênh hững ca u quĂ trnh tĂn x ! cĂc mức nông lữổng khĂ vỵi du = 1:1 1:5 3.5 T sŁ giœa ti‚t di»n t¡n x⁄ to n phƒn cıa qu¡ tr…nh t¡n x⁄ ! câ £nh h÷ðng cıa unparticle v khỉng câ £nh h÷ðng cıa radion v u-ht cĂc mức nông lữổng khĂc 71 3.6 T sŁ giœa ti‚t di»n t¡n x⁄ to n phƒn cıa qu¡ tr… x⁄ ! tr÷íng hỉp câ sü tham gia cıa u-h tr÷íng hỉp câ sü tham gia cıa radion ð c l÷ỉng kh¡c 3.7 B£ng c¡c h⁄t cì b£n MSSM 3.8 Ti‚t di»n t¡n x⁄ to n phƒn qu¡ tr…nh t¡n x⁄ c¡c h⁄t squarks vỵi sü tham gia cıa U- ht theo h cĂc mức nông lữổng khĂc 3.9 Ti‚t di»n t¡n x⁄ to n phƒn qu¡ tr…nh t¡n x⁄ c¡c h⁄t squarks vỵi sü tham gia ca U- ht theo h cĂc mức nông lữổng kh¡c Danh s¡ch h…nh v‡ 2.1 Gi£n ç Feynman qu¡ tr…nh t¡n x⁄ tham gia cıa radion 2.2 2.3 2.4 2.5 Gi£n Gi£n Gi£n Gi£n 2.6 2.7 Ph¥n bŁ gõc  ữổc chu'n hõa ca quĂ tr vợi sỹ tham gia cıa radion Ti‚t di»n t¡n x⁄ to n phƒn phư thuºc v o n«n 2.8 ch⁄m S qu¡ tr…nh t¡n x⁄ ! vỵi sü th cıa radion Sü phö thuºc cıa tit diằn tĂn x to n phn v ỗ Feymann quĂ trnh tĂn x ỗ Feymann quĂ trnh tĂn x th ỗ Feymann trữớng hổp tĂn x t ỗ Feymann trữớng hổp tĂn x t p radion qu¡ tr…nh t¡n x⁄ ! Ph¥n bŁ gâc qu¡ tr…nh t¡n x⁄ ! vỵi gia cıa radion GiÊn ỗ Feymann ca quĂ trnh tĂn x Com tham gia cıa radion 2.9 2.10 2.11 PhƠn b gõc  ữổc chu'n hõa ca qu¡ tr… e vỵi sü tham gia cıa radion Ti‚t di»n t¡n x⁄ to n phƒn phö thuºc v o nôn chm quĂ trnh tĂn x Compton vợi s radion Ti‚t di»n t¡n x⁄ to n phƒn phö thuºc v o khŁ qu¡ tr…nh t¡n x⁄ Compton Ph¥n bŁ gâc cıa qu¡ tr…nh t¡n x⁄ Compto cıa radion 2.12 2.13 2.14 + 3.1 GiÊn ỗ Feymann ca qu¡ tr…nh t¡n x⁄ e e mæ h…nh chu'n 3.2 GiÊn ỗ Feymann cıa qu¡ tr…nh t¡n x⁄ e e sü tham gia cıa u-h⁄t Ph¥n bŁ gâc qu¡ tr…nh t¡n x⁄ Bhabh + 3.3 gia ca u-ht mức nông lữổng 3.4 p PhƠn bŁ gâc qu¡ tr…nh t¡n x⁄ Bhabha vỵi sü gia ca u-ht mức nông lữổng 3.5 p PhƠn bŁ gâc qu¡ tr…nh t¡n x⁄ Bhabha vỵi sü gia ca u-ht mức nông lữổng p 3.6 GiÊn ç Feymann cıa qu¡ tr…nh t¡n x⁄! vỵ tham gia ca U- ht vổ hữợng 3.7 GiÊn ỗ Feymann qu¡ tr…nh t¡n x⁄ e MSSM v câ sỹ tham gia ca Uỗ th phƠn b gõc  ÷æc chu'n hâa tron + x⁄ e e + Gi£n ç Feymann cho qu¡ tr…nh t¡n x⁄ MSSM v cõ sỹ tham gia ca U-h ỗ thi phƠn b gõc  ữổc chu'n hõa 3.8 3.9 3.10 x⁄ + 111 = 16jcj S (1 S 32(1 16 S2 + S S + S4 (1 (1 + cos ) (1 (1 cos ) + S (1 32 S (1 16 + cos ) :0 S 16 cos ) cos2 = 16jcj (1 + 16 16 + 16 112 = 16jcj 4 41 + = jcj 1 16(1 + cos ) q2 41 1+2 16 + = jcj + 2cos + c 16 + 16 = jcj + 16 + cos 113 = jcj 4 = jcj 2cos MM t S ( k1k2g + k1 k2 ) ( p1k1g + p1k1 ) v v ( p2k2g + p2 k2 ) M M S u ( p1k2g + p1 k2 )( k1k2g + k1 k2 ) ( p2k2gv + p2 k1v) = A(p1p2p2k1 (p1k2k1k2 p1p2p2 k1 p2k1p1 p2 + p1k1p2 p2 ) p1k2k1 k2 114 =A k1k2p1k2 + p1k1k2 k2 ) = 4j S +4 S S4 = A 64 + S 3 + S cos k 2 (p2k2) (p1k1) + S (1 cos ) (p2k2) (k1k2) S + S 16 S (1 + S (1 16 cos (p1k2) (p2k2) + cos ) (p2k2) (p1p2) cos ) (p2k2) (p2k2) 115 =A S 16 + (1 + cos ) S2 S + 16 (1 + cos ) S S2 16 S S3 (1 + cos ) (1 + cos ) 32 cos ) S =A 16 16 (1 + cos ) + (1 S =A 16 + 16 A =1 S 16 [ S =A 16 S4 =A 16 = jcj4 q2 116 M t S 16 =A S + p1 p1 S (1 + cos ) p2 k2 + S =A S 16:4 16:4 S 3 16 1 S2 + S 16 + S 16:2 117 S2 =A cos 16 S3 16:4 cos cos S3 16:4 S (1 cos ) S2 +16 S 24 (1 + cos ) S2 + S S (1 4 cos ) 24 S =A 16 16 S =A 16 +16(1 S 16 =A = A S4 cos2 + cos4 + 1 :2 cos4 + 6cos2 + 1642416 = A S4 7 16848 cos2 + cos4 118 2cos + cos + + 16 (1 M M t S + +2 c j M S j cos ) (1 = 4jcj q S = jcj M +j 4 q S4 = jcj q2 119 M )j j + Re (MSMu ) + Re (Mu MS) + Re (MtMu ) + Re (Mt Mu) =j S4 = jcj q +2 + cos + S4 = jcj q 120 ... Hi? ?u øng cıa U- h⁄t l¶n qu¡ t Hi? ?u øng cıa U- h⁄t l¶n qu¡ t + Qu¡ tr…nh t¡n x⁄ e e c¡c Hi? ?u øng cıa U- h⁄t l¶n qu¡ t squarks Hi? ?u øng cıa U- h⁄t l¶n qu¡ t squarks K‚t lu“n... K‚t lu“n ch÷ìng Ch÷ìng HI U ÙNG RADION L N C C QU TR NH TNX 2.1 Hi? ?u øng radion l¶n qu¡ tr 2.2 Hi? ?u ứng radion lản quĂ tr 2.3 Kt lun chữỡng Ch÷ìng HI U ÙNG CÕA U- H T L N C C QU TRNHT... tò (Quantum c QED iằn ng hồc lữổng tò (Quantum e RS Randall- Sundrum SM Mæ h…nh chu'n (Standard Model) SUSY Si? ?u Łi xøng (Supersymmetry) Danh s¡ch b£ng 1.1 C? ?u tróc h⁄t cì b£n mỉ h…nh chu'n