Процесс рождения W-бозона в высокоэнергетических электрон-фотонных столкновениях

Авторы

  • 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

Ключевые слова:

сечение, линейные коллайдеры, «новая физика», Стандартная модель

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

Библиографические ссылки

  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.

Загрузки

Дополнительные файлы

Опубликован

2019-10-03

Выпуск

№ 3 (2019): Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Раздел

Физика ядра и элементарных частиц

Лицензия

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).

Как цитировать

(1)
Шершень, И. А.; Шишкина, Т. В. . Процесс рождения W-бозона в высокоэнергетических электрон-фотонных столкновениях. Журнал Белорусского государственного университета. Физика 2019, вып. 3, 41-50. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2019-3-41-50.
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC