Luận văn thạc sĩ đặc tính của higgs mang điện trong mô hình siêu đối xứng tiết kiệm 331 với số hạng b µ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI Vũ Thị Thái ĐẶC TÍNH CỦA HIGGS MANG ĐIỆN TRONG MƠ HÌNH SIÊU ĐỐI XỨNG TIẾT KIỆM 331 với số hạng B/µ Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết vật lý toán Mã số: 60 44 01 03 Người hướng dẫn: TS Nguyễn Huy Thảo LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Hà Nội - 2017 Lời cảm ơn Luận văn hoàn thành trường ĐHSP Hà Nội II, hướng dẫn TS Nguyễn Huy Thảo Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Huy Thảo, người thầy tận tình truyền dạy, hướng dẫn động viên, khích lệ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu khoa học để hoàn thành luận văn Tôi xin cảm ơn thầy cô giáo tổ môn Vật lý lý thuyết, khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm Hà Nội giảng dạy, giúp đỡ chia sẻ tài liệu bổ ích tạo điều kiện cho tơi hồn thành tơt luận văn Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn đến anh chị bạn lớp cao học giúp đỡ tơi q trình nghiên cứu Tơi biết ơn gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp động viên chia sẻ khó khăn tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Hà Nội, tháng năm 2017 Học viên Vũ Thị Thái Lời cam đoan Tôi xin đảm bảo số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực không trùng lặp với luận văn khác Cụ thể, chương chương hai phần tổng quan giới thiệu vấn đề sở có liên quan đến luận văn Chương ba tơi sử dụng kết tính tốn mà tơi thực với thầy hướng dẫn TS Nguyến Huy Thảo Cuối xin khẳng định kết có luận văn:"Đặc tính Higgs mang điện mơ hình siêu đối xứng tiết kiệm 3-3-1, với số hạng B/µ" kết khơng trùng lặp với kết luận văn công trình có Hà Nội, tháng năm 2017 Học viên Vũ Thị Thái Mục lục Lời cảm ơn Lời cam đoan Các kí hiệu chung Mở đầu 1 Mơ hình chuẩn mơ hình tiết kiệm 3-3-1 1.1 Giới thiệu mơ hình chuẩn 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Những thành công hạn chế mô hình chuẩn 1.2 Mơ hình tiết kiệm 3-3-1 10 1.3 Lý Thuyết siêu đối xứng 11 1.3.1 Giới thiệu 11 1.3.2 Đại số Poincare spinor 14 1.3.3 Siêu không gian siêu trường 17 1.3.4 Một số qui tắc xây dựng Lagrangian siêu đối xứng 23 1.3.5 Phân loại đóng góp vào Lagrangian SUSY 28 Higgs mang điện mơ hình siêu đối xứng tiết kiệm 3-3-1 với số hạng B/µ 31 2.1 Mơ hình siêu đối xứng tiết kiệm 3-3-1 với số hạng B/µ 31 2.2 Thế vơ hướng Higgs phần Higgs 34 Khối lượng Higgs mang điện đơn mơ hình siêu đối xứng tiết kiệm 3-3-1, với số hạng B/µ 38 3.1 Phần Higgs mang điện đơn 38 3.2 Khối lượng Higgs mang điện 42 Kết luận 47 Tài liệu tham khảo 48 Các kí hiệu chung Trong luận văn tơi sử dụng kí hiệu sau: Tên Kí hiệu Mơ hình chuẩn SM Mơ hình siêu đối xứng (nói chung) SUSY Mơ hình 3-3-1 tiết kiệm E331 Mơ hình siêu đối xứng tối thiểu MSSM Mơ hình 3-3-1 tiết kiệm siêu đối xứng SUSYE331 Mơ hình siêu đối xứng tối thiểu rút gọn 3-3-1 SUSYRM331 Đối xứng chẵn lẻ liên hợp điện tích CP Máy gia tốc lượng cao LHC Vi phạm số lepton hệ LFV Mở đầu Lý chọn đề tài Chúng ta biết việc nghiên cứu tương tác hạt có tồn loại tương tác: Tương tác mạnh, tương tác yếu, tương tác điện từ tương tác hấp dẫn Tương tác mạnh gắn kết quark hạt nhân nguyên tử làm cho vật chất vững bền Tương tác điện từ diễn tả electron tương tác với proton hạt nhân nguyên tử để tạo nên nguyên tử phân tử hóa chất bảng tuần hồn Mendeleef tế bào gen sinh vật Tương tác yếu chi phối toàn diện vận hành neutrino, làm cho số hạt nhân nguyên tử phân rã phát tán neutrino Ba tương tác"phi hấp dẫn": mạnh, yếu, điện từ mô tả thống lý thuyết tái chuẩn hóa được, việc giải thích loại tương tác xây dựng lí thuyết thống tương tác nội dung nghiên cứu vật lí hạt Hai tương tác điện từ hạt nhân yếu có cường độ tương tác hiệu dụng khác biệt nhận thấy chúng có nhiều đặc tính chung nên S.Glashow, A.Salam S.Weiberg kết hợp tương tác điện từ tương tác hạt nhân yếu lý thuyết mà Salam đặt tên điện-yếu (electroweak), kết hợp với lý thuyết tương tác mạnh, lý thuyết gọi mơ hình chuẩn (Standard Model) Mơ hình chuẩn tiên đốn nhiều tượng hạt lạ tính chất chúng mà sau thực nghiệm kiểm chứng với độ xác cao: Như dịng trung hịa tương tác hạt nhân yếu, quark charm, top, bottom, hai boson chuẩn W, Z, gần hạt vô hướng Higgs phát vào năm 2012 Việc tiên đốn có mặt Higgs giới bắt đầu xuất từ thấp kỉ 60 Nhưng chưa đưa chứng thực nghiệm, tới năm 2012 nhà Vật lí học giới tìm từ thực nghiệm công bố điều Mặc dù lý thuyết thành cơng, mơ hình chuẩn cịn nhiều vấn đề tồn Như vấn đề phân bậc lượng, khối lượng neutrino, vật chất tối, lượng tối Mô hình SUSYE 3-3-1 mơ hình khắc phục nhược điểm mơ hình chuẩn Trong luận văn dự kiến tập trung vào nghiên cứu Higgs mang điện đơn mơ hình SUSYE 3-3-1 với số hạng B/µ, hai lí do: Thứ mơ hình SUSYE 3-3-1 có phần Higgs đơn giản mơ hình 3-3-1, nghiên cứu cách rộng rãi Thứ hai xuất Higgs mơ hình SUSYE 3-3-1 có ảnh hưởng lớn vùng không gian tham số mô hình nay, bao gồm mơ hình SUSY 3-3-1 Do việc nghiên cứu Higgs mang điện đơn mơ hình SUSYE 3-3-1 mở rộng cần thiết Chính tơi chọn đề tài "Đặc tính Higgs mang điện mơ hình siêu đối xứng tiết kiệm 3-3-1 với số hạng B/µ" để nghiên cứu Mục đích nghiên cứu • Giới thiệu mơ hình siêu đối xứng tiết kiệm 3-3-1 với số hng B/à ã Tỡm lng Higgs mang in mơ hình siêu đối xứng tiết kiệm 3-3-1 với số hng B/à Nhim v nghiờn cu ã Nghiờn cu mơ hình chuẩn mở rộng • Tìm hiểu mơ hình siêu đối xứng tiết kiệm 3-3-1 vi s hng B/à ã ỏnh giỏ lng Higgs mang điện mơ hình siêu đối xứng tiết kiệm 3-3-1 với số hạng B/µ Đối tượng phạm vi nghiên cứu • Đối tượng nghiên cứu: Khối lượng Higgs mang điện mơ hình siêu đối xứng tit kim 3-3-1 vi s hng B/à ã Phm vi nghiên cứu: Trong khuôn khổ lý thuyết trường lượng tử, chúng tơi tính tốn tìm khối lượng Higgs mang điện mơ hình siêu đối xứng tiết kiệm 3-3-1 vi s hng B/à Phng phỏp nghiờn cu ã Sử dụng phương pháp lý thuyết trường lượng tử • Khảo sát, tính tốn kết phần mềm mathematica Dự kiến đóng góp Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận phụ lục, luận văn gồm nội dung sau: • Mơ hình chuẩn mơ hình siêu đối xứng tit kim 3-3-1 vi s hng B/à ã c tớnh Higgs mang điện mơ hình siêu đối xứng tit kim 3-3-1 vi s hng B/à ã Khi lng Higgs mang điện mơ hình siêu đối xứng tiết kiệm 3-3-1 với số hạng B/µ 36 Ở mX mW khối lượng tương ứng Hermitian boson X boson W Biểu thức m2W (2.8) điều kiện đồng với khối lượng boson W mơ hình chuẩn với v + v = 246(GeV )2 Từ phương trình (2.4) − (2.7) ta có: bρ 2t2 + µρ + m2ρ = + −m2X cos 2β + 2m2W cos 2γ , tγ 27 (2.9) bχ t2 + 18 (2t2 + 9) 2 µχ + m2χ = + mX cos 2β − mW cos 2γ, tβ 27 27 (2.10) s2γ ≡ sin 2γ = 2bρ , m2ρ + m2ρ + 21 µ2ρ s2β ≡ sin 2β = 2bχ m2χ + m2χ + 12 µ2χ (2.11) Từ hai phương trình (2.11) ta suy điều kiện tham số bρ bχ : 2bρ ≤ m2ρ + m2ρ + µ2ρ and 2bχ ≤ m2χ + m2χ + µ2χ (2.12) Từ phương trình (2.9), (2.10), (2.11) ta biểu diễn cos 2γ cos 2β theo tham số mềm sau: c2γ ≡ cos 2γ = 2c2W µρ + m2ρ − bρ tγ + µχ + m2χ − m2W + m2χ − bχ tβ 2 2m2W c2γ (3 − 4sW ) µρ + mρ − = − m2X m2X bρ tγ c2β ≡ cos 2β = bχ tβ µρ + m2ρ − bρ tγ +2 µχ , m2X (2.13) Từ phương trình (2.13) với điều kiện |c2γ |, |c2β | ≤ kết hợp với tính chất mW