强子对撞机大横动量物理

目 录

第1章 标准模型和电弱对称性破缺 1

1.1 能量前沿 1

1.2 标准模型的粒子 2

1.3 规范玻色子与费米子的耦合 5

1.4 规范玻色子的自耦合 7

1.5 COMPHEP 计算玻色子自耦合 8

1.6 玻色子和费米子的希格斯机制 11

1.7 希格斯相互作用和衰变 14

1.8 标准模型尚未解决的问题 17

第2章 探测器基础 21

2.1 标准模型粒子——映射到探测器子系统 21

2.2 径迹和“b标识” 25

2.3 电磁量能学——电子(e)和光子(?) 29

2.4 强子量能法——夸克与胶子喷注及中微子(丢失的ET) 33

2.5 ?子系统 46

2.6 典型的非弹事例 49

2.7 D0 和CDF 的复杂事例拓扑 52

第3章 对撞机物理 56

3.1 相空间和快度——“平台” 57

3.2 源函数——质子到质子 59

3.3 两体形成运动学 66

3.4 质子的类点散射 67

3.5 2 到1 Drell-Yan 过程 69

3.6 2→2 衰变运动学——“背靠背” 76

3.7 喷注碎裂 83

第4章 Tevatron 物理 89

4.1 QCD——喷注和双喷注 90

4.2 确定?s 93

4.3 直接光子产生 95

4.4 FNAL 的b 夸克产生 98

4.5 Fermilab 的t 夸克产生 100

4.6 Drell-Yan 以及轻子复合体 105

4.7 电弱产生 107

4.7.1 W 玻色子质量和宽度 107

4.7.2 W 的横动量 112

4.7.3 W 玻色子不对称性 113

4.7.4 Z 的b 对衰变，喷注谱学 115

4.8 来自精确电弱测量的希格斯质量 115

第5章 希格斯搜寻策略 122

5.1 LHC 截面 123

5.2 希格斯与“圈”的直接耦合 125

5.3 希格斯产生率 127

5.3.1 gg聚合 127

5.3.2 WW 聚合及“标识” 喷注 129

5.3.3 协同产生——HW、HZ、Htt 133

5.3.4 希格斯的对产生 135

5.3.5 三重规范玻色子产生 137

5.4 希格斯分支比和搜寻策略 137

5.4.1 b 142

5.4.2 ?+?? 143

5.4.3 ?? 145

5.4.4 WW→(l?)(l?) 146

5.4.5 ZZ→4l 148

5.4.6 ZZ→2l+2J 153

5.4.7 ZZ→2?+2J 154

5.5 亮度和发现的限制 154

5.6 希格斯质量的下限 156

第6章 超对称及高能物理的开放问题 160

6.1 代 161

6.2 混合参数 163

6.3 质量标度 165

6.4 GUT 165

6.5 超对称性——质子稳定性和耦合常数 173

6.6 SUSY-LHC 截面 175

6.7 SUSY 信号与谱 178

6.8 宇宙学常数(和SUSY?) 184

6.9 SUSY 和引力 185

附录A 标准模型 190

附录B 一个COMPHEP工作范例 198

附录C 运动学 208

附录D 跑动耦合 212