Luận án tiến sĩ về ảnh hưởng của radion và u hạt trong tán xạ năng lượng cao

• Tác giả: Triệu Quỳnh Trang
• Người hướng dẫn: GS. Hà Huy Bằng
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và Vật lý toán
• Đề tài: Ảnh Hưởng Của Radion Và U-Hạt Đến Tán Xạ Năng Lượng Cao
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH CHUẨN VÀ SỰ MỞ RỘNG
• 1.1. Giới thiệu chung về mô hình chuẩn
• 1.2. Mô hình chuẩn siêu đối xứng tối thiểu
• 1.3. Mô hình chuẩn mở rộng trong không- thời gian 5 chiều và radion
• 1.3.1. Mẫu Randall Sundrum
• 1.3.2. Hằng số liên kết của radion với các photon
• 1.4. Mở rộng mô hình chuẩn khi tính đến bất biến tỷ lệ và Un-particle
• 1.4.1. Giới thiệu về U-hạt
• 1.4.2. Hàm truyền của U-hạt
• 1.4.3. Lagrangian tương tác của các loại U-hạt với các hạt trong mô hình chuẩn
• 1.5. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: HIỆU ỨNG RADION LÊN CÁC QUÁ TRÌNH TÁN XẠ
• 2.1. Hiệu ứng radion lên quá trình tán xạ γγ → γγ
• 2.2. Hiệu ứng radion lên quá trình tán xạ Compton
• 2.3. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: HIỆU ỨNG CỦA U-HẠT LÊN CÁC QUÁ TRÌNH TÁN XẠ
• 3.1. Hiệu ứng của U-hạt lên quá trình tán xạ Bha Bha
• 3.2. Hiệu ứng của U-hạt lên quá trình tán xạ γγ → γγ
• 3.3. Quá trình tán xạ e+ e− ra các hạt squarks trong MSSM
• 3.4. Hiệu ứng của U-hạt lên quá trình tán xạ e+ e− ra các hạt squarks
• 3.5. Hiệu ứng của U-hạt lên quá trình tán xạ µ+ µ− ra các hạt squarks
• 3.6. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Mô hình chuẩn và sự mở rộng

Mô hình chuẩn là nền tảng lý thuyết trong vật lý hạt cơ bản, mô tả các hạt và tương tác của chúng. Mô hình này đã thành công trong việc giải thích nhiều hiện tượng vật lý, nhưng cũng bộc lộ những hạn chế. Để khắc phục, các nhà nghiên cứu đã mở rộng mô hình chuẩn theo nhiều hướng khác nhau, trong đó có mô hình chuẩn siêu đối xứng tối thiểu và mô hình mở rộng trong không-thời gian 5 chiều. Việc nghiên cứu các hạt mới như radion và u hạt là cần thiết để hiểu rõ hơn về cấu trúc của vật chất và các tương tác trong vũ trụ. Những hạt này có thể ảnh hưởng lớn đến các quá trình tán xạ năng lượng cao, mở ra khả năng tìm kiếm và quan sát chúng trong thực nghiệm.

1.1. Giới thiệu chung về mô hình chuẩn

Mô hình chuẩn đã được phát triển trong hơn 40 năm qua, cung cấp một khung lý thuyết vững chắc cho vật lý hạt. Nó mô tả các hạt cơ bản và các tương tác của chúng thông qua các boson truyền tương tác. Tuy nhiên, mô hình này không giải thích được một số hiện tượng như khối lượng của neutrino hay sự tồn tại của các hạt mới. Do đó, việc mở rộng mô hình chuẩn là cần thiết để giải quyết những vấn đề này. Các nghiên cứu về radion và u hạt trong các mô hình mở rộng có thể giúp làm sáng tỏ những khía cạnh chưa được giải thích trong mô hình chuẩn.

II. Hiệu ứng radion lên các quá trình tán xạ

Chương này tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng của radion đến các quá trình tán xạ như γγ → γγ và tán xạ Compton. Kết quả cho thấy rằng sự tham gia của radion làm tăng đáng kể tiết diện tán xạ, từ đó mở ra khả năng quan sát hạt này trong thực nghiệm. Cụ thể, tiết diện tán xạ vi phân trong quá trình γγ → γγ khi không có sự tham gia của radion rất nhỏ, nhưng khi có sự tham gia của nó, giá trị này tăng lên gấp 1020 lần. Điều này cho thấy radion có thể đóng vai trò quan trọng trong các thí nghiệm năng lượng cao, giúp các nhà nghiên cứu tìm kiếm và xác định sự tồn tại của nó.

2.1. Hiệu ứng radion lên quá trình tán xạ γγ γγ

Trong quá trình tán xạ γγ → γγ, sự tham gia của radion làm tăng tiết diện tán xạ vi phân lên mức đáng kể. Kết quả cho thấy rằng tiết diện tán xạ toàn phần có thể đạt giá trị cỡ 10−21 barn khi có sự tham gia của radion, trong khi không có nó, giá trị này chỉ vào khoảng 10−42 barn. Điều này chứng tỏ rằng radion có ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình tán xạ, mở ra hy vọng tìm kiếm và quan sát hạt này trong các thí nghiệm thực tế.

III. Hiệu ứng của u hạt lên các quá trình tán xạ

Chương này nghiên cứu ảnh hưởng của u hạt đến các quá trình tán xạ như tán xạ Bhabha và tán xạ γγ → γγ. Kết quả cho thấy rằng sự tham gia của u hạt làm tăng tiết diện tán xạ toàn phần lên mức có thể quan sát được trong thực nghiệm. Cụ thể, tiết diện tán xạ toàn phần trong quá trình tán xạ Bhabha có thể đạt giá trị cỡ picobarn, cho thấy khả năng phát hiện u hạt trong các thí nghiệm năng lượng cao. Sự gia tăng này cũng cho thấy rằng u hạt có thể đóng vai trò quan trọng trong việc giải thích các hiện tượng vật lý chưa được làm sáng tỏ trong mô hình chuẩn.

3.1. Hiệu ứng của u hạt lên quá trình tán xạ Bhabha

Trong quá trình tán xạ Bhabha, sự tham gia của u hạt làm tăng tiết diện tán xạ vi phân và toàn phần lên mức có thể quan sát được. Kết quả cho thấy rằng tiết diện tán xạ toàn phần có thể đạt giá trị cỡ 10−12 barn, cho thấy khả năng phát hiện u hạt trong các thí nghiệm thực nghiệm. Sự gia tăng này cho thấy rằng u hạt có thể đóng vai trò quan trọng trong việc giải thích các hiện tượng vật lý chưa được làm sáng tỏ trong mô hình chuẩn.