Luận án tiến sĩ về đặc tính của các hạt siêu đối xứng trong mô hình chuẩn mở rộng

• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý
• Đề tài: Đặc Tính Hạt Siêu Đối Xứng Trong Mô Hình Chuẩn Mở Rộng
• Loại tài liệu: luận án
• Địa điểm: Hà Nội

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH CHUẨN SIÊU ĐỐI XỨNG TỐI THIỂU VÀ VẬT CHẤT TỐI
• 1.1. Mô hình chuẩn
• 1.2. Siêu đối xứng và Mô hình chuẩn siêu đối xứng tối thiểu
• 1.2.1. Siêu đối xứng
• 1.2.2. Mô hình chuẩn siêu đối xứng tối thiểu (MSSM)
• 1.2.3. Cơ chế phá vỡ siêu đối xứng mềm
• 1.2.4. Các mô hình phá vỡ siêu đối xứng tự phát
• 1.2.5. Phổ khối lượng các hạt của MSSM
• 1.2.6. Các tham số của MSSM
• 1.3. Vi phạm đối xứng CP
• 1.3.1. Vi phạm đối xứng CP trong mô hình chuẩn
• 1.3.2. Vấn đề vi phạm CP mạnh trong SM
• 1.3.3. Vi phạm đối xứng CP trong MSSM
• 1.4. Vật chất tối
• 1.4.1. Vấn đề vật chất tối
• 1.4.2. Các ứng cử viên của vật chất tối
• 1.4.3. Phân loại hạt vật chất tối
• 1.4.4. Gravitino, axion và axino trong các mô hình siêu đối xứng
• 1.5. Kết luận Chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: SQUARK VÀ GLUINO TRONG MSSM VI PHẠM CP
• 2.1. Hiệu ứng của tương tác với chân không và pha vi phạm CP lên quá trình sinh squark từ va chạm e+ e−, µ+ µ− trong MSSM với tham số phức
• 2.1.1. Đóng góp của các đỉnh tương tác mới xuất hiện do vi phạm đối xứng CP
• 2.1.2. Các kết quả số
• 2.2. Sự sinh cặp gluino từ va chạm e+ e− trong MSSM vi phạm CP
• 2.2.1. Các kết quả giải tích
• 2.2.2. Các kết quả số
• 2.3. Sự rã squark thành gluino và quark trong MSSM vi phạm CP
• 2.3.1. Các kết quả giải tích
• 2.3.2. Các kết quả số
• 2.4. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC TÍNH CỦA CÁC HẠT LÀ ỨNG CỬ VIÊN CỦA VẬT CHẤT TỐI TRONG KHUÔN KHỔ CỦA CÁC MÔ HÌNH CHUẨN MỞ RỘNG
• 3.1. Vật chất tối ở thang vũ trụ nhỏ nhất
• 3.1.1. Thang khối lượng vũ trụ cỡ nhỏ
• 3.1.2. Khả năng dò tìm cấu trúc cỡ nhỏ
• 3.2. Tính nhân quả của các hạt có spin 3/2
• 3.3. Hiệu ứng của tương tác với chân không lên quá trình sinh axion từ va chạm e+ e−
• 3.3.1. Quá trình sinh axion từ va chạm e+ e− với các kết quả ở mức cây
• 3.3.2. Các bổ chính năng lượng riêng vào quá trình sinh axion từ va chạm e+ e−
• 3.3.3. Các bổ chính đỉnh
• 3.3.4. Các kết quả tính số và thảo luận
• 3.4. Hiệu ứng của tương tác với chân không lên quá trình sinh axino từ va chạm e+ e−
• 3.4.1. Quá trình sinh axino từ va chạm e+ e− với các kết quả ở mức cây
• 3.4.2. Các bổ chính năng lượng riêng vào quá trình sinh axino từ va chạm e+ e−
• 3.4.3. Các bổ chính đỉnh
• 3.4.4. Các kết quả tính số và thảo luận
• 3.5. Kết luận Chương 3
• KẾT LUẬN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Đặc tính hạt siêu đối xứng trong mô hình chuẩn mở rộng

Nghiên cứu về hạt siêu đối xứng trong mô hình chuẩn mở rộng là một lĩnh vực quan trọng trong vật lý hạt. Mô hình chuẩn siêu đối xứng tối thiểu (MSSM) cung cấp một khung lý thuyết để hiểu rõ hơn về các hạt boson và hạt fermion. Các hạt này không chỉ có vai trò trong việc giải thích các tương tác cơ bản mà còn liên quan đến vấn đề vật chất tối. Việc nghiên cứu các tính chất hạt như khối lượng, spin và tương tác của chúng là cần thiết để xác định vị trí của chúng trong mô hình chuẩn. Đặc biệt, các hạt boson như gluino và squark được xem là ứng cử viên cho vật chất tối, mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc tìm kiếm các hạt này tại các máy gia tốc như LHC.

1.1. Mô hình chuẩn siêu đối xứng tối thiểu MSSM

MSSM là một trong những mô hình mở rộng của mô hình chuẩn, trong đó siêu đối xứng được áp dụng để giải quyết các vấn đề tồn tại trong mô hình chuẩn. Mô hình này không chỉ giúp giải thích sự tồn tại của vật chất tối mà còn cung cấp một cơ chế cho việc phá vỡ đối xứng CP. Các tham số của MSSM, như khối lượng và tương tác của các hạt, được xác định thông qua các thí nghiệm tại các máy gia tốc. Việc nghiên cứu các hạt siêu đối xứng trong MSSM cho phép các nhà vật lý kiểm tra các lý thuyết hiện tại và tìm kiếm các hạt mới, từ đó mở rộng hiểu biết về vũ trụ.

1.2. Vi phạm đối xứng CP trong MSSM

Vi phạm đối xứng CP là một trong những vấn đề quan trọng trong vật lý hạt. Trong MSSM, vi phạm này có thể được mô tả thông qua các tham số phức, cho phép các quá trình như phân rã và tán xạ diễn ra theo cách không đối xứng. Điều này có thể dẫn đến sự hình thành của các hạt mới và ảnh hưởng đến các kết quả thí nghiệm. Việc nghiên cứu vi phạm CP không chỉ giúp hiểu rõ hơn về các hạt siêu đối xứng mà còn cung cấp thông tin về nguồn gốc của vật chất tối. Các thí nghiệm tại LHC đang tìm kiếm các dấu hiệu của vi phạm CP để xác nhận các lý thuyết hiện tại.

1.3. Ứng cử viên vật chất tối trong MSSM

Trong MSSM, các hạt siêu đối xứng như axion và gravitino được xem là ứng cử viên cho vật chất tối. Các hạt này có khả năng tương tác yếu với vật chất thông thường, làm cho việc phát hiện chúng trở nên khó khăn. Tuy nhiên, nghiên cứu về các hạt này có thể cung cấp thông tin quý giá về cấu trúc của vũ trụ và sự hình thành của nó. Các thí nghiệm hiện tại đang tìm kiếm các dấu hiệu của các hạt này thông qua các quá trình tán xạ và phân rã. Việc hiểu rõ hơn về các tính chất hạt này sẽ giúp xác định vai trò của chúng trong mô hình chuẩn mở rộng và trong vũ trụ học.