Khối Lượng Các Hạt Cơ Bản Trong Sơ Đồ Siêu Đối Xứng

• Tác giả: Trần Minh Hiếu
• Người hướng dẫn: Phạm Thúc Tuyền
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật Lý Lý thuyết và Vật Lý toán
• Đề tài: Về Khối Lượng Các Hạt Cơ Bản Trong Sơ Đồ Siêu Đối Xứng
• Loại tài liệu: Luận án Tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH CHUẨN SIÊU ĐỐI XỨNG
• 1.1. Vấn đề phân bậc gauge trong mô hình chuẩn
• 1.2. Siêu đối xứng
• 1.3. Lời giải cho vấn đề phân bậc gauge
• 1.4. Siêu đại số
• 1.5. Hình thức luận siêu trường
• 1.6. Phá vỡ siêu đối xứng tự phát
• 1.7. Mô hình chuẩn siêu đối xứng tối thiểu
• 1.7.1. Cấu trúc hạt
• 1.7.2. Phương trình nhóm tái chuẩn hóa
• 1.7.3. Phá vỡ đối xứng điện-yếu SU(2)L × U(1)Y
• 1.7.4. Phổ khối lượng
• 1.8. Nguồn gốc của các số hạng mềm
• 1.8.1. Sự cần thiết mở rộng mô hình MSSM
• 1.8.2. Phá vỡ siêu đối xứng động lực trong phần ẩn
• 1.8.3. Một số cơ chế truyền
• 1.9. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: PHỔ KHỐI LƯỢNG TRONG MÔ HÌNH SU(5) SIÊU ĐỐI XỨNG VỚI CƠ CHẾ TRUYỀN GAUGINO
• 2.1. Cơ chế truyền gaugino
• 2.2. Vấn đề τ̃ -LSP trong các mô hình siêu đối xứng với cơ chế truyền gaugino
• 2.3. Mô hình thống nhất lớn siêu đối xứng SU(5)
• 2.4. Phổ khối lượng của mô hình thống nhất lớn siêu đối xứng SU(5)
• 2.5. Lời giải cho vấn đề τ̃ -LSP
• 2.6. Khối lượng của các sfermion
• 2.7. Khối lượng của các hạt trong gauge-Higgs sector
• 2.8. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NHẬN BIẾT CÁC MÔ HÌNH THỐNG NHẤT LỚN SIÊU ĐỐI XỨNG VỚI CƠ CHẾ TRUYỀN GAUGINO
• 3.1. Các mô hình nghiên cứu
• 3.2. Những ràng buộc hiện tượng luận
• 3.3. Dấu hiệu nhận biết mô hình thống nhất lớn
• 3.4. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP NHẬN BIẾT CÁC MÔ HÌNH PHÁ VỠ SIÊU ĐỐI XỨNG TRONG MÁY VA CHẠM TUYẾN TÍNH
• 4.1. Các mô hình nghiên cứu
• 4.2. Ưu điểm của máy va chạm tuyến tính e+ e−
• 4.3. Tín hiệu siêu đối xứng từ các quá trình đơn photon
• 4.4. Nhận biết mô hình phá vỡ siêu đối xứng từ tín hiệu đơn photon
• 4.5. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN
• Phụ lục A SOFTSUSY
• Phụ lục B MicrOMEGAs
• Phụ lục C GRACE
• Phụ lục D CÁC FILE MÔ HÌNH
• Tài liệu tham khảo

I. Tổng Quan Về Khối Lượng Hạt Cơ Bản Trong Mô Hình Siêu Đối Xứng

Khối lượng hạt cơ bản là một trong những khía cạnh quan trọng nhất trong vật lý hạt. Mô hình siêu đối xứng (SUSY) được đề xuất như một giải pháp cho nhiều vấn đề trong mô hình chuẩn, bao gồm cả vấn đề phân bậc gauge. Mô hình này không chỉ giúp giải thích khối lượng của các hạt mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới trong vật lý lý thuyết.

1.1. Khái Niệm Về Mô Hình Siêu Đối Xứng

Mô hình siêu đối xứng là một lý thuyết vật lý hạt cơ bản, trong đó mỗi hạt cơ bản có một hạt siêu đồng hành tương ứng. Điều này giúp giải thích khối lượng của các hạt cơ bản và cung cấp một cơ chế cho sự thống nhất các lực trong tự nhiên.

1.2. Vai Trò Của Hạt Higgs Trong Mô Hình Siêu Đối Xứng

Hạt Higgs đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp khối lượng cho các hạt cơ bản thông qua cơ chế Higgs. Trong mô hình siêu đối xứng, khối lượng của hạt Higgs và các hạt siêu đồng hành được dự đoán sẽ có mối liên hệ chặt chẽ.

II. Vấn Đề Phân Bậc Gauge Trong Mô Hình Siêu Đối Xứng

Vấn đề phân bậc gauge là một trong những thách thức lớn nhất trong mô hình chuẩn. Mô hình siêu đối xứng được xem như một giải pháp tiềm năng để giải quyết vấn đề này. Bằng cách giới thiệu các hạt siêu đồng hành, mô hình này giúp giảm thiểu các bổ chính lượng tử lớn mà hạt Higgs phải chịu.

2.1. Nguyên Nhân Của Vấn Đề Phân Bậc Gauge

Vấn đề phân bậc gauge phát sinh từ sự khác biệt lớn giữa khối lượng của hạt Higgs và các hạt khác. Điều này dẫn đến việc cần phải tinh chỉnh các tham số khối lượng một cách chính xác, điều này không tự nhiên trong lý thuyết.

2.2. Giải Pháp Từ Mô Hình Siêu Đối Xứng

Mô hình siêu đối xứng cung cấp một cơ chế tự nhiên để giải quyết vấn đề phân bậc gauge. Bằng cách giới thiệu các hạt siêu đồng hành, mô hình này giúp khối lượng của hạt Higgs không bị ảnh hưởng bởi các bổ chính lượng tử lớn.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Khối Lượng Hạt Trong Mô Hình Siêu Đối Xứng

Nghiên cứu khối lượng hạt trong mô hình siêu đối xứng đòi hỏi các phương pháp lý thuyết và thực nghiệm khác nhau. Các phương pháp này bao gồm việc sử dụng máy va chạm năng lượng cao để tìm kiếm các hạt siêu đồng hành và phân tích phổ khối lượng.

3.1. Sử Dụng Máy Va Chạm Năng Lượng Cao

Máy va chạm LHC là một trong những công cụ chính để nghiên cứu khối lượng hạt trong mô hình siêu đối xứng. Các thí nghiệm tại LHC giúp xác định các hạt siêu đồng hành và kiểm tra các dự đoán lý thuyết.

3.2. Phân Tích Phổ Khối Lượng

Phân tích phổ khối lượng là một phương pháp quan trọng để hiểu rõ hơn về các hạt cơ bản trong mô hình siêu đối xứng. Việc nghiên cứu phổ khối lượng giúp xác định mối liên hệ giữa các hạt và các tham số lý thuyết.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Mô Hình Siêu Đối Xứng

Mô hình siêu đối xứng không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong vật lý hạt. Việc phát hiện các hạt siêu đồng hành có thể giúp giải thích nhiều hiện tượng trong vũ trụ học và vật lý năng lượng cao.

4.1. Vật Chất Tối Và Mô Hình Siêu Đối Xứng

Mô hình siêu đối xứng cung cấp một ứng cử viên cho vật chất tối thông qua hạt neutralino. Hạt này có thể giải thích các hiện tượng hấp dẫn trong vũ trụ mà mô hình chuẩn không thể lý giải.

4.2. Tương Lai Của Nghiên Cứu Siêu Đối Xứng

Nghiên cứu về mô hình siêu đối xứng đang tiếp tục phát triển. Các thí nghiệm mới và lý thuyết mới sẽ giúp làm sáng tỏ hơn về khối lượng hạt cơ bản và các tương tác của chúng.

V. Kết Luận Về Khối Lượng Hạt Cơ Bản Trong Mô Hình Siêu Đối Xứng

Khối lượng hạt cơ bản trong mô hình siêu đối xứng là một lĩnh vực nghiên cứu đầy hứa hẹn. Mô hình này không chỉ giải quyết nhiều vấn đề trong mô hình chuẩn mà còn mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới trong vật lý lý thuyết.

5.1. Tóm Tắt Các Kết Quả Chính

Mô hình siêu đối xứng đã cung cấp nhiều giải pháp cho các vấn đề trong mô hình chuẩn, đặc biệt là vấn đề phân bậc gauge và khối lượng hạt.

5.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Nghiên cứu về mô hình siêu đối xứng sẽ tiếp tục được mở rộng, với hy vọng tìm ra các hạt siêu đồng hành và hiểu rõ hơn về cấu trúc của vật chất trong vũ trụ.