超对称模型研究及其参数空间的限制

With the new boson which is supposed to be Higgs reported by the Large Hadron Collider (LHC), new opportunity has been provided to new physics beyond the Standard Model (SM). As the simplest extension of the SM, the minimal supersymmetric extension of the standard model (MSSM) can not produce neutrino mass self-consistently. In this proposal, we consider the extension of MSSM where baryon and lepton numbers are local gauge symmetries.. From the superpotential and soft breaking terms of this model, we can obtain the relevant Feynman rules and mass matrices after converting the interacting eigenstate into mass eigenstate. Then we are able to study the processes of B meson decay, B0 (D0) mixing, rare decay of leptons and neutrino oscillation.. Applying effective Lagrangian method, the corrections of the processes mentioned previously can be obtained on loop-level by extracting the Wilson coefficient of relevant Feynman diagrams. With Fortran programs base on the analytic result, we can scan the parameters of this model, and get the constraint of parameter space from the experimental data.

随着LHC发现疑似Higgs的新粒子，为超出标准模型的新物理提供了新的发展机遇。作为最简单的标准模型扩充，最小超对称模型(MSSM)不能自洽地给出中微子质量。因此，在本项目中，我们计划考虑MSSM模型的一类扩充，即轻子数和重子数满足定域规范的模型。 . 由模型的超势和软破缺项出发，通过将相互作用本征态转换到质量本征态，我们可以得到相应的Feynman规则及相应的质量矩阵。在此基础上，我们将对B介子衰变，B0(D0)混合、轻子稀有衰变和μ反常，以及中微子振荡过程进行研究。 . 利用有效拉氏量的方法，对相关Feynman图的振幅提取有效算符的Wilson系数，我们可以得到新物理对上述问题的圈图修正。将得到的解析结果编写为Fortran程序，我们可以对模型参数进行扫描，进而得到实验数据对模型参数空间的限制。

为解决粒子物理的规范等级问题，超对称模型通过引入费米子和玻色字之间的对称性来解释这一问题。由于其优越的重整化性质，超对称模型一直以来都深受人们的关注。本项目考虑最小超对称模型的一类扩充模型，即轻子数和重子数满足定域规范对称性的BLMSSM模型。从模型的超势和软破缺项出发得到模型的Feynman规则，将其代入$\bar{B}\to X_s\gamma$的单圈图，提取相关算符的威尔逊系数，得到电弱能标下的分支比，最后通过能标演化得到强子能标下新物理的修正。此外，$B_s\to \mu^+\mu^-$也是一类非常稀少的B介子衰变过程，当前实验测得的衰变分支比和和标准模型的预期之间存在着一定的偏差，因此为人们研究新物理提供了可能。利用有效理论，考虑$B_s\to \mu^+\mu^-$衰变的相关企鹅图和Box图，得到相应的解析结果。针对上述B介子稀有衰变，编写了相应的Fortran程序，以当前实验测得结果为输入，并对模型参数空间进行扫描，得到了当前实验值允许的模型参数空间，并对当前实验结果进行了定量分析。此外，由于粒子物理和宇宙学的最新进展，两个学科在共同关注的暗物质、暗能量、中微子物理等问题上结合越来越紧密。为紧跟当前发展趋势，我们研究了宇宙学中综合考虑暗物质和暗能量的VMCG模型，对其热力学性质进行了一定研究，这对今后将LHC对Higgs粒子的质量、衰变道等实验结果引入到宇宙学模型中并进行限制具有一定的意义。