Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Quá trình rã sinh U - hạt

Luận văn đã giới thiệu tổng quan về mô hình chuẩn và sự mở rộng của mô hình chuẩn theo hướng siêu đối xứng hóa và U-hạt; giới thiệu tổng quan về U – hạt bao gồm tính chất, hàm truyền, đỉnh tương tác và sự tương tác của U-hạt với các hạt trong mô hình chuẩn... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Quá trình rã sinh U - hạt ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Hoàng Thị Thu Hương CÁC QUÁ TRÌNH RÃ SINH U HẠT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2011Luận văn thạc sĩ Hoàng Thị Thu Hương ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Hoàng Thị Thu Hương CÁC QUÁ TRÌNH RÃ SINH U HẠT Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và vật lý toán Mã số: 604401 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Hà Huy Bằng Hà Nội – Năm 2011 2Luận văn thạc sĩ Hoàng Thị Thu Hương MỤC LỤC TrangMở đầu…………………………………………………………….. 5Chương 1.Mô hình chuẩn và sự mở rộng…………………………. 8 1.1. Mô hình chuẩn………………………………………………. 8 1.2. Mô hình chuẩn mở rộng. Siêu đối xứng và U-hạt…………... 13Chương 2.Vật Lý U-hạt……………………………………………. 17 2.1. Giới thiệu U-hạt……………………………………………... 17 2.2 Hàm truyền của U-hạt……………………………………………………. 20 2.3Lagrangian tương tác của các loại U-hạt với các hạt trong mô hình chuẩn…………………………………………………….. 21 2.4.Các đỉnh tương tác của U-hạt……………………………….. 23Chương 3.Các quá trình rã sinh U-hạt………………………… 26 3.1.Quá trình rã v 2 → v1 + v1 + v1 ……………………………….. 26 − − + − 3.2 Quá trình rã µ → e e e ………………………………….. 40Kết luận…………………………………………………………….. 47Phụ Lục…………………………………………………………….. 48Tài liệu tham khảo………………………………………………… 52 4Luận văn thạc sĩ Hoàng Thị Thu Hương MỞ ĐẦU Mục đích của vật lý năng lượng cao là là hiểu và mô tả bản chấtcủa các hạt và tương tác của chúng bằng cách sử dụng các phương pháptoán học.Vật lí hạt là một nhánh của vật lí, nghiên cứu các thành phần hạnguyên tử cơ bản, bức xạ và các tương tác của chúng. Lĩnh vực này cũngđược gọi là vật lí năng lượng cao.Cho đến nay người ta biết rằng giữa cáchạt cơ bản tồn tại 4 loại tương tác: tương tác mạnh, tương tác yếu, tươngtác điện từ, tương tác hấp dẫn. Xây dựng lý thuyết các tương tác là nộidung chính của vật lý hạt cơ bản. Ý tưởng của Einstein về vấn đề thốngnhất tất cả các tương tác vật lý có trong tự nhiên đồng thời cũng là ướcmơ chung của tất cả các nhà vật lý hiện nay. Lý thuyết Maxwell mô tảhiện tượng điện từ một cách thống nhất trong khuôn khổ của tương tácđiện từ trên cơ sở nhóm gause SU L (2) ⊗ U Y (1) . Việc phát hiện các bosongause vec tơ truyền tương tác yếu W ± , Z 0 phù hợp với tiên đoán của lýthuyết đã khẳng định cho tính đúng đắn của mô hình. Các tương tác mạnhcũng được mô tả thành công trong khuôn khổ của sắc động học lượngtử(QCD) dựa trên nhóm gause SU C (3) ⊗ SU L (2) ⊗ U Y (1) . Nhằm thống nhấttương tác điện từ-yếu. Mẫu chuẩn đã chứng tỏ một lý thuyết tốt khi màhầu hết các dự đoán của nó đã được thực nghiệm khẳng định ở vùng nănglượng ≤ 200GeV . Mô hình chuẩn kết hợp điện động lực học lượng tử (QED) và lýthuyết trường lượng tử cho tương tác mạnh (QCD) để tạo thành lý thuyếtmô tả các hạt cơ bản và 3 trong 4 loại tương tác: tương tác mạnh, yếu vàđiện từ là nhờ trao đổi các hạt gluon, năng lượng và Z boson, photon .Cho đến nay, SM mô tả được 17 loại hạt cơ bản, 12 fermion (và nếu tínhphản hạt thì là 24), 4 boson vecto và 1 boson vô hướng. Các hạt cơ bản 5Luận văn thạc sĩ Hoàng Thị Thu Hươngnày có thể kết hợp để tạo ra hạt phức hợp. Tính từ những năm 60 cho đếnnay đã có hàng trăm loại phức hợp được tìm ra. Tuy nhiên, bên cạnh những thành công nổi bật trên, mẫu chuẩn còncó một số hạn chế như chưa giải thích được các quá trình vật lý xảy ra ởvùng năng lượng cao hơn 200GeV và một số vấn đề cơ bản của bản thânmô hình như:lý thuyết chứa quá nhiều tham số và chưa giải thích được tạisao điện tích các hạt lại lượng tử hóa. Mô hình chuẩn không giải thíchđược những vấn đề liên quan đến số lượng và cấu trúc các thế hệfermion. Những năm gần đây, các kết quả đo khối lượng của neutrino chothấy những sai lệch so với kết quả tính toán từ mô hình chuẩn, đồng thờixuất hiện những sai lệch giữa tính toán lý thuyết trong SM với kết quảthực nghiệm ở vùng năng lượng thấp và vùng năng lượng rất cao. Đâychính là các lý do mà các nhà vật lí hạt tin rằng đây chưa phải là lý thuyếthoàn chỉnh để mô tả thế giới tự nhiên. Để khắc phục các khó khăn, hạn chế của SM, các nhà vật lí lýthuyết đã xây dựng khá nhiều lý thuyết mở rộng hơn như: lý thuyết thốngnhất (Grand unified theory - GU), siêu đối xứng (supersymmtry), lýthuyết dây (string theory), sắc kỹ (techcolor), lý thuyết Preon, lý thuyếtAcceleron và gần đây nhất là U – hạt. Các nhà vật lí lý thuyết giả thuyếtrằng phải có một loại hạt nào đó mà không phải là hạt vì nó không cókhối lượng nhưng lại để lại dấu vết đó chính là những sai khác giữa lýthuyết và thực nghiệm. Nói cách khác hạt phải được hiểu theo nghĩa phitruyền thống, hay còn gọi là unparticle physics (U – hạt), vật lí mà đượcxây dựng trên cơ sở hạt truyền thống gọi là unparticle physics.Và mộttrong những người đi tiên phong trong lĩnh vực này là HowardGeorgi, nhà vật lí làm việc tại Đại học Havard. Ông đã xuất bản côngtrình nghiên cứu về U - hạt, xuất hiện trong tạp chí Physics ReviewLetters 2007. Ông cho rằ ...