摘要: 在2012年，物理学家在大型强子对撞机(Large Hadron Collider，简写作LHC)上发现了质量约为125GeV的希格斯粒子。这个发现标志着标准模型(Standard Model，简写作SM)所预言的所有粒子均被发现。但是在理论层面，标准模型仍然有其他未解决的问题，如层... 展开 在2012年，物理学家在大型强子对撞机(Large Hadron Collider，简写作LHC)上发现了质量约为125GeV的希格斯粒子。这个发现标志着标准模型(Standard Model，简写作SM)所预言的所有粒子均被发现。但是在理论层面，标准模型仍然有其他未解决的问题，如层次问题(hierarchy problem)和暗物质问题等。并且，在实验层面，经常会有低显著性的超出标准模型的现象出现，这些现象可能成为新物理的暗示，本文中主要针对实验上观测到的可能的超出标准模型的现象构建物理模型，并解释这些现象。 本文主要围绕两个实验现象展开，一个是ATLAS实验组发现的双轻子道上的Z玻色子超出，另一个是双光子道上的不变质量为750GeV的共振态。其中，运用一个特殊的含有狄拉克超胶子的次最小超对称模型来解决第一个问题。而针对第二个问题，分别运用标准模型的简单扩展模型和低能超对称破缺来解释这个现象。 针对ATLAS工作组发现的双轻子道上的Z玻色子超出。本文中应用了一类特殊的次最小超对称模型(Next-to-Minimal supersymmetric model，简写作NMSSM)，即其中的超胶子为狄拉克超胶子的模型，借助数值模拟工具进行对撞机模拟，本文发现该模型确实可以通过超夸克，最轻粒子和次最轻粒子的衰变过程得到足够多的Z玻色子。具体来说，如果仅考虑ATLAS工作组所给出的数据和相关的末态数据，可以完全解释这个Z玻色子超出。而如果考虑ATLAS和CMS实验组的数据和相关的末态数据，可以在一个标准差内解释这个超出。并且，本文中对比了通常的次最小超对称模型在相同的参数点下的结果。 针对双光子道上发现的750GeV共振态，本文首先提出了一个简单的标准模型扩展模型，即向标准模型中加入一个额外的二重态希格斯粒子和一个单态粒子的模型。在此工作中，将希格斯粒子的中性部分作为新发现的共振态，而单态粒子的质量取为接近0，这样的目的是为了使单态粒子从新希格斯粒子衰变出来后，能达到较高的动量，从而在其衰变为双光子时能够使双光子的动量方向在实验室系中接近平行，进而使得探测其将产生的双光子误判为单光子，从而增加符合实验数据的参数空间范围。我们发现，这个模型确实可以产生3到13fb的双光子末态，使得共振态的衰变宽度在30到60GeV，并且满足所有的双喷柱限制。 针对750GeV共振态，本文中又提出了运用低能超对称破缺模型同样能解释这样的超出的方法。在这个模型中，考虑sgoldstino作为共振态，同时，由于这个粒子可以按照CP的奇偶性分解成标量粒子s和赝标量粒子a，所以，本文中又细分为两种情况。(1)单共振态，此时s作为共振态，而a接近无质量，并且s可以衰变到一对a，而a可以衰变到双光子。通过调节参数，可以重复上一个工作中将双光子误认为单光子的情况;(2)双共振态，此时两个粒子都作为实验中发现的共振态，但是二者仍然有个质量差，通过将这个质量差调节至约45GeV，可以很自然的解释实验组发现的非窄宽近似情况。而对于共振态的产生，同样根据表来表示sgoldstino和标准模型的耦合情况，分为三种产生机制:(Ⅰ)矢量玻色子融合;(Ⅱ)胶子胶子融合;(Ⅲ)夸克成对产生。对于这三种产生机制，双共振态的情况总可以在实验限制下得到3到13fb的双光子产生。而对产生机制(Ⅲ)，其单共振态的情况，并满足各种实验限制下，存在衰变宽度为40到60GeV的参数空间。 收起