LHC上强相互作用的精确检验

The strong interaction is one of the four fundamental interactions of nature. The study of strong interaction is always one of the important work in particle physics both in theory and experiment aspects. We concentrate ourselves on the precision studies of the strong interaction process through the analysis of easily detectable signals at high-energy hadron collider and the strong interaction process which can be detailly studied at the Large Hadron Collider (LHC). We will exactly test the perturbative and non-perturbative part of the strong interaction by the production and decay processes of heavy quarkonium at the LHC, and study the strong interaction and new physics at the LHC through the production and decay processes involve new particle of new model. The key point is that through the accurate calculation of the perturbative part, we will solve the encountered problem in the in the calculation of the feynman integral function, the applications of dipole subtraction method, the renormalization scale-setting, and the applications of complex mass method, give the accurate theoretical predictions. We will focus on the test strong interaction at the LHC by close combining our accurate theoretical predictions with the LHC experiments, especially the data already provided or will be given by the running LHC experiments.

强相互作用是自然界中四种基本相互作用之一。对强相互作用的研究无论在 理论上还是在实验上一直都是粒子物理学中的重要工作之一。我们将通过研究高能强子对撞机上一些信号容易探测，能够在大型强子对撞机(LHC)上详细研究的强相互作用过程对强相互作用进行研究。研究如何在LHC上重夸克偶素的产生和衰变过程中对强相互作用的微扰和非微扰部分进行精确检验，研究如何在LHC上与新粒子相关的产生和衰变过程中进行强相互作用及新物理的研究。重点通过微扰部分的精确计算，解决计算中遇到的费曼积分函数的张量化简、标量函数数值计算、dipole减除方法应用、重整化能标设定以及复质量方案应用等问题，给出这些过程精确的理论预言。紧密结合LHC实验已经和可能给出的实验数据和我们的理论预言对强相互作用进行精确检验。

强相互作用是自然界中四种基本相互作用之一。对强相互作用的研究无论在理论上还是在实验上一直都是粒子物理学中的重要工作之一。本项目主要进行了大型强子对撞机(LHC)上强相互作用相关过程的详细研究，为实验上关于强相互作用和新物理研究提供了精确的理论支持，同时提升了研究组的理论计算能力和数据分析能力。我们解决了计算中遇到的费曼积分函数的张量化简、标量函数数值计算、dipole减除方法应用、能标设定等问题，进行了高阶强、电弱相互作用、高阶初态辐射以及轫致辐射等修正计算，给出了精确的理论预言。重点研究了LHC上top夸克以及Higgs玻色子衰变到重夸克偶素 j/psi 及 chi_{cJ}过程，暗物质与W粒子伴随产生，top夸克对伴随硬光子产生以及ILC上三光子产生和暗物质与Z粒子伴随产生过程，对这些过程进行了计算和数据分析，提高了理论计算的精度，为实验上关于强相互作用和新物理研究提供了更精确的理论支持。同时，项目执行中，本实验组发展了自己原有程序，学习和掌握了MadGraph及其相关计算程序，实验组的理论计算和实验数据分析能力有了很大的提升。