Как киральные векторные бозоны Z*/W* могут помочь объединению калибровочных констант в Стандартной модели. Их сигнатура. М.В. Чижов1,2, В.А. Бедняков1 ОИЯИ 2) Софийский университет 1) Бегущие “константы” связи Стандартная модель основывается на калибровочной группе SU(3)C x SU(2)W x U(1)Y с соответствующими константами связи e 5 5 e g 3 = gs , g 2 = g = и g1 = g = sin θ W 3 3 cos θ W Константа сильной связи s g32 4 : s1 Q s1 M Z b3 Q ln , 2 M Z 11 2 NC N q , 3 3 N C 3 число цветов, где b3 N q число кварков с mq Q 2. 22/09/2015 2 Эволюция калибровочных констант в Стандартной модели i1 ( ) i1 ( M Z ) N , 10 11 N b2 2 4 , 3 6 11 b3 3 4, 3 где N число дублетов Хиггса. b1 4 22/09/2015 bi ln 2 M Z N 1 3 Объединение калибровочных констант в расширенной модели Интересно отметить, что положение точки объединения 51013 ГэВ не зависит от числа дублетов. Кроме того, такой относительно небольшой масштаб приводит к “правильной” массе нейтрино ~ 0.6 эВ. 22/09/2015 N min 8 692144 120 GeV 4 Семь дополнительных скалярных дублетов: это много?! Другая интерпретация: роль скалярных степеней свободы могут играть векторные частицы. Мы знаем, например, что роль продольной компоненты калибровочного векторного поля играет скалярная частица. И наоборот, введение массивного векторного поля с тремя степенями свободы могло бы заменить три скалярных частицы. По крайней мере, в однопетлевом приближении их вклад в эволюцию калибровочных констант будет одинаков. Таким образом, 8 скалярных дублетов могут быть заменены двумя скалярными и двумя векторными дублетами. Точно такой набор дублетов был предложен в моей работе более 20-летней давности. 22/09/2015 5 Расширение стандартной модели M. Chizhov, Mod. Phys. Lett. A 8 (1993) 2753 H T T H 22/09/2015 H T T U0 T0 U H1 H20 H10 H2 6 Еквивалентность на массовой поверхности T 1 V* V* M 1 A* A* 2M 1 * * V T V 0 ; A T A* 0 M 2M * g g R L (T T ) L R (T T ) = 2 2 g g * * V V i 5 A* A* M M CP четный 22/09/2015 CP нечетный 7 Минимальная и аномальная связь L L L L V A L R R L T T V* V* R R R R V A 22/09/2015 R L L R T T i 5 A* A* 8 Поиск новых Z*/W* бозонов на LHC 22/09/2015 9 The ATLAS Collaboration “Search for high-mass dilepton resonances in pp collisions at √s=8 TeV with the ATLAS detector”, Physical Review D 90 (2014) 052005 22/09/2015 10 22/09/2015 The ATLAS Collaboration “Search new particles in events with one lepton and missing transverse momentum in pp collisions at √s=8 TeV with the ATLAS detector”, JHEP 09 (2014) 037 11 Альтернатива универсальности При поиске новых бозонов мы предполагали одинаковость их взаимодействий с разными поколениями и лептонкварковую универсальность. Мы искали их рождение и распад в наиболее чистых каналах на LHC: дрелл-яновских процессах. Это предположение, может быть, и приемлемо для калибровочных Z’/W’ бозонов, но не выглядит убедительно для новых векторных дублетов, которые похожи на хиггсовские. * W H 0 * H Z 22/09/2015 12 Расширение стандартной модели * g * * * L ( W bL t R W tR bL ) MW* g* * * 5 ( Re Z t t i Im Z t t ) 2M Z* CP четный 22/09/2015 CP нечетный 13 Рождение Хиггса и новых бозонов на LHC https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/LHCPhysics/CrossSections [pb] Z*? Z*! 19.27 1.578 Z*? 0.7046 0.4153 0.1293 Z*? 125 GeV 22/09/2015 14 Сигнатура поиска нейтральных Z* бозонов Нейтральный Z* бозон взаимодействует наиболее сильно с топ кварками. Поэтому он будет рождаться в основном при аннигиляции топ кварков и распадаться в них. Однако при энергии LHC протоны практически не содержат топ кварки и единственный механизм их появления это * gg t t Z tt tt расщепление глюонов: SM ( tttt 1 fb @ t g t g t Z* t t 22/09/2015 t s 8 TeV) t bW , W (3 10%), (2 20%) qq (70%) 1 лептон (е, ) jets: 41% 0 лептонов: 30% 2 лептона: 22% 3-4 лептона: 6% 15 Сигнатура поиска заряженных W* бозонов (1) Заряженный W* бозон взаимодействует наиболее сильно с топ и боттом кварками. Поэтому он будет в основном рождаться при аннигиляции топ и боттом кварков и распадаться в них. Первый процесс аналогичен рождению нейтральных Z* * бозонов: gg t b W t t b b t g t g t W* b b 22/09/2015 Конечное состояние такое же как при рождении Хиггса, но кинематика совсем другая. b 16 https://indico.cern.ch/event/386258/ 22/09/2015 17 Сигнатура поиска заряженных W* бозонов (2) Второй процесс, когда боттом кварк берется из протона, имеет более простое конечное состояние: gb tW * t b t это пока неисследованная сигнатура. g t t t W* b g b t t b b W* 22/09/2015 b 18 Заключение С повышением энергии протонов глюонные светимости резко возрастают. Поэтому рассмотренные процессы могут иметь на порядок большие сечения во втором сеансе LHC. 22/09/2015 19