LHC上与Higgs相关的新物理唯象学研究

Testing the electro-weak gauge symmetry breaking in standard model and searching for new physics are the main goals of LHC. The discovery of Higgs particle opens a window for the study of the EW symmetry breaking mechanism. However the properties of the particle has not been confirmed. Many new physics models extend the Higgs sector of the SM, thus it is possible to study new physics through the Higgs particle. On the other hand, the quarks get mass through the Yukawa interaction with Higgs. Since the scale of top physics is high and the Yukawa coupling is large, the property of top quark is more sensitive to new physics than other quarks. We can study new physics and EW symmetry breaking through top physics. This project aims to study the new physics beyond SM through the phenomenological analysis of the new physics effect in the interactions of Higgs particle at LHC, including the effect of new physics in EW symmetry breaking, the production signal of the new particle and the product and decays of top quark with the effect of new physics.

检验标准模型电弱规范对称性破缺机制，寻找新物理信号是 LHC 的主要物理目标。Higgs 粒子的发现为电弱规范对称性破缺机制的研究提供了有利条件，但它的性质还没有完全确定，很多新物理模型都对标准模型 Higgs 部分作了扩充，所以可以通过 Higgs 物理的研究来寻找新物理。另一方面，标准模型中所有的夸克是通过与 Higgs 粒子的 Yukawa 耦合得到质量的。由于 Top 夸克的质量比较重，Yukawa耦合比较大，对新物理可能比其他夸克敏感，所以可以通过新物理对 Top 夸克的影响来研究电弱对称破缺机制与新物理。本项目计划通过与 Higgs 相关的相互作用以及相关的物理过程在对撞机上的唯象分析，研究与 Higgs相关的相互作用中的新物理效应、新粒子在对撞机上直接产生过程以及 Top 夸克产生衰变过程中可能的新物理效应，探索超出标准模型的新物理。

寻找超出标准模型的新物理是目前粒子物理理论和实验研究的重要课题。Higgs粒子的发现是标准模型的巨大成功，但是由于模型本身的不自然性以及其他的问题，人们相信超出标准模型的新物理的存在。对Higgs粒子性质的精确测量可以更精确地检验标准模型，进而发现背后的新物理。本项目主要研究了一些新物理模型的唯象学，包括代规范对称性的自发破缺，以及Top夸克与中性Higgs粒子味道改变的Yukawa耦合。这为在LHC以及将来的对撞机上寻找相关新物理提供了理论参考。