Процесс рождения W-бозона в высокоэнергетических электрон-фотонных столкновениях

  • Иван Андреевич Шершень Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Татьяна Викентьевна Шишкина Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
DOI: https://doi.org/10.33581/2520-2243-2019-3-41-50

Аннотация

В работе исследуется процесс рождения W-бозона в высокоэнергетических электрон-фотонных столкновениях  и использование прецизионных измерений его характеристик для поиска отклонений от Стандартной модели.  В частности, обсуждается ряд расширенных калибровочных моделей, включающих аномальные мультибозонные взаимодействия как перспективное направление исследования «новой физики». Выполнен численный анализ  полных сечений процессов с учетом радиационных поправок низшего порядка в мягкофотонном приближении  в рамках Стандартной модели и за ее пределами, анализируются кинематические особенности сечений. Рассчитаны ограничения на аномальные трехбозонные константы связи и определены кинематические области поиска  их проявлений в ходе экспериментов на Международном линейном коллайдере. Показано, что поиски «новой физики» на базе исследований электрон-фотонных столкновений лучше всего производить в окрестности пика рождения W-бозона. Также установлено, что будущие эксперименты на линейных ускорителях, обладающих высокой  светимостью, позволят значительно уточнить ограничения на аномальные калибровочные константы связи.

Биографии авторов

Иван Андреевич Шершень, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

аспирант кафедры теоретической физики и астрофизики физического факультета. Научный руководитель – профессор Т. В. Шишкина

Татьяна Викентьевна Шишкина, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор физико-математических наук, профессор; профессор кафедры теоретической физики и астрофизики физического факультета

Литература

  1. Aad G, Abajyan T, Abbott B, Abdallah J, Abdel Khalek S, Abdelalim AA, et al. [ATLAS Collaboration]. Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC. Physics Letters B. 2012;716(1):1–29. DOI: 10.1016/j.physletb.2012.08.020.
  2. Eboli OJP, Gonzalez-Garcia MC, Novaes SF. Quartic anomalous couplings in eg colliders. Nuclear Physics B. 1994;411(2–3):381–396. DOI: 10.1016/0550-3213(94)90455-3.
  3. Brodsky SJ, Rizzo TG, Schmidt I. W anomalous moments and the polarization asymmetry zero in eg → nW. Physical Review D. 1995;52(9):4929. DOI: 10.1103/PhysRevD.52.4929.
  4. Aihara H, Barklow T, Baur U, Busenitz J, Errede S, Fuess TA, et al. Anomalous gauge boson interactions. In: Barklow TL, editor. Electroweak symmetry breaking and new physics at the TeV scale. 1996. p. 488 –547. DOI: 10.1142/9789812830265_0009.
  5. Denner A, Dittmaier S, Roth M, Wackeroth D. Predictions for all processes e–e+ → fermions + g. Nuclear Physics B. 1999;560(1–3):33– 65. DOI: 10.1016/S0550-3213(99)00437-X.
  6. Degrande C. A basis of dimension-eight operators for anomalous neutral triple gauge boson interactions. Journal of High Energy Physics. 2014;2014(2):101. DOI: 10.1007/JHEP02(2014)101.
  7. Hagiwara K, Peccei RD, Zeppenfeld D, Hikasa K. Probing the weak boson sector in e–e+ → W +W −. Nuclear Physics B. 1987;282:253–307. DOI: 10.1016/0550-3213(87)90685-7.
  8. ALEPH Collaboration, DELPHI collaboration, L3 Collaboration, OPAL Collaboration, LEP Electroweak Working Group. Electroweak measurements in electron – positron collisions at W-boson-pair energies at LEP. Physics reports. 2013;532(4):119–244. DOI: 10.1016/j.physrep.2013.07.004.
  9. Ginzburg IF, Kotkin GL, Serbo VG, Telnov VI. Colliding ge and g g beams based on the single-pass e±e− colliders (vlepp type). Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1983;205(1–2):47– 68. DOI: 10.1016/0167-5087(83)90173-4.
  10. Ginzburg IF, Kotkin GL, Panfil SL, Serbo VG, Telnov VI. Colliding ge and gg beams based on single-pass e±e− accelerators. II. Polarization effects, monochromatization improvement. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1984;219(1):5–24. DOI: 10.1016/0167-5087(84)90128-5.
  11. Denner A, Dittmaier S. Electroweak radiative corrections to e– g → W – ne. Nuclear Physics B. 1993;398(2):239–264. DOI: 10.1016/0550-3213(93)90108-2.
  12. Böhm M, Dittmaier S. The hard bremsstrahlung process e– g → W – ne. Nuclear Physics B. 1993;409(1):3–21. DOI: 10.1016/ 0550-3213(93)90444-T.
  13. Baer H, Barklow T, Fujii K, Gao Y, Hoang A, Kanemura S, et al., editors. The International Linear Collider. Technical Design Report. Volume 2: Physics. 2013. 189 p.
  14. Shershan IA, Shishkina TV. The different generations fermions investigation in it scattering by high energy photon beams. Journal of the Belarusian State University. Physics. 2017;1:67–72. Russian.
  15. Shershan IA, Shishkina ТV. Single gauge bosons production in the high-energy lepton-photon collisions processes. Journal of the Belarusian State University. Physics. 2018;2:125–132. Russian.
  16. Anipko DA, Ginzburg IF, Pak AV. Study of anomalous couplings of gauge bosons in the reaction e– g → W – n → lnn. Physics of Atomic Nuclei. 2004;67(12):2209–2215. DOI: 10.1134/1.1842301.
  17. Kumar S, Poulose P. Probing W W g coupling through e– g → neW – at ILC. International Journal of Modern Physics A. 2015;30(36):1550215. DOI: 10.1142/S0217751X15502152.
  18. ʼt Hooft G, Veltman M. Scalar one-loop integrals. Nuclear Physics B. 1979;153:365– 401. DOI: 10.1016/0550-3213(79)90605-9.
  19. Akhundov A, Bardin D, Kalinovskaya L, Riemnann T. Model independent QED corrections to the process ep → eX. Fortschritte der Physik. 1996;44(5):373– 482. DOI: 10.1002/prop.2190440502.
Опубликован
2019-10-03
Ключевые слова: сечение, линейные коллайдеры, «новая физика», Стандартная модель
Как цитировать
Шершень, И. А., & Шишкина, Т. В. (2019). Процесс рождения W-бозона в высокоэнергетических электрон-фотонных столкновениях. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 3, 41-50. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2019-3-41-50
Выпуск
№ 3 (2019): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика ядра и элементарных частиц

Copyright (c) 2019 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).