强子对撞机大横动量物理

　　《强子对撞机大横动量物理》全面介绍了强子（质子-质子或质子-反质子）对撞机的大横动量反应。首先介绍了高能物理的标准模型，并介绍了所使用的专用探测器。然后对要研究的反应进行了一般性的处理，并总结了以Tevatron的结果为代表的强子对撞机物理的前沿水准，以及找到假设的希格斯粒子的搜索计划的细节和一般策略。此外，还讨论了超出标准模型物理的推测。《强子对撞机大横动量物理》还提供了免费在线软件程序、免费软件工具的链接，以及高能物理库资源。《强子对撞机大横动量物理》适合从事高能物理研究的研究生和科研人员阅读使用。

　　译者张一博士系上海师范大学物理系副教授，从事高能物理的核核碰撞、夸克物质的研究；译者张小兵博士系南开大学物理学院教授，长期从事高能物理夸克物质研究；译者苏桂锋博士系上海师范大学讲师，从事理论物理研究工作。

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