（理论物理专业论文）在ilc对撞机上寻找dlrm模型的信号.pdf

南京师范大学硕士学位论文 一一渊嬲 执c 对撞机上y 1 矬抖驸 摘要 标准模型存在的缺陷促使各种新物理模型的提出，它们的正确与否将等 待l h c 矛 i l c 对撞机的检验。本文简单介绍了标准模型的基本结构，指出它的不足之 处以及几个重要的新物理模型。然后重点介绍d l r m 模型，并详细计算了它在i l c 上的几 个散射过程，其中包括三个轻子味破坏的散射，e + e 一_ 吉；散射以及e e 一_ i ；散 射。在进行数值计算时，我们充分考虑来自肛和f 轻子的味破坏衰变实验以及各种中微子 实验数据对模型参数的限制。主要结果包含以下几点： ( 1 ) 为了与轻子味破坏衰变过程以及中微子实验的数据相符，末态为“一e + ： 7 - - e + 和7 一肛+ 的轻子味破坏散射过程截面很小，通常在1 0 4f b 以下，因此无法 被i l c 所观测； ( 2 ) 散射过程e + e 一一杰三的截面在各种允许的参数选择下都可以达到几百个f b ， 其中主要贡献来自于交换右手中微子的道，因此很有希望能被i l c 观测； ( 3 ) 在i l c 上寻找d l r m 模型信号的更好的反应过程是e e 一一五三，其树图上会 有m a j o r a n a 右手中微子在中间传播，整个散射会破坏费米子数( 轻子数) ，截面很 大，可以达到几个d b 。 关键词：轻子味破缺过程，散射截面，i l c ，d l r m 模型，中微子，暗物质 南京师范大学硕士学住论文 在i l c 砖撞枧上寻找d l r n i 攫型筻信号 a bs t r a c t t h ef l a wi nt h es t a n d a r dm o d e lc a u s ea na d v a n c eo fas e r i e so fn e ，m o d e l s ，h e t h e r t h e ya r er i g h to rw r o n ga r ew a i t i n gl h ca n di l cc o l l i d e rt ot e s t i nt h i sp a p e r w ew i l l i n t r o d u c et h eb a s i cs t r u c t u r ea b o u tt h es t a n d a r dm o d e ls i m p l y , i n d i c a t es o m ef l a wi ni ta n d s e v e r a li m p o r t a n tn e wp h y s i c sm o d e l t h e n 、7 l 圯d e s c r i b et h ed l r mm o d e la n dc a l c u l a t ea c o u p l eo fs c a t t e r i n gp r o c e s si nl h ci nd e t a i l ，i n c l u d i n gt h r e el e p t o nf l a v o rv i o l a t i o np r o c e s s ， e + e 一一志三a n de - e 一一五三p r o c e s s i nt h ec o u r s eo fn u m e r i c a lc a l c u l a t i o n ，w eh a v e s u f f i c i e n t l yc o n s i d e r e dt h er e s t r i c t i o n sf r o m ，a n d7 - l e p t o nf l a v o r 、r i o l a t i o nd e c a 、，e x p e r i m e n t a n da l lk i n d so fn e u t r i n oe x p e r i m e n t a ld a t a o u rm a i nr e s u l t sa r ea s f o l l o r i n g ： ( 1 ) i no r d e rt om a k et h el e p t o nf l a v o rv i o l a t i o nd e c a 3 ，p r o c e s sc o n s i s tw i t ht h en e u t r i n o e x p e r i m e n t a ld a t a ，t h el e p t o nf l a v o rv i o l a t i o ns c a t t e r i n gc r o s ss e c t i o n ，w h i c hf i n a ls t a t e i s 肛一e + ，t - e + a n d7 - - + ，w i l lb es m a l l ，o r d i n a r yb e l o w10 4f b a n dc a n n o tb eo b s e r v e d i ni l c ； ( 2 ) t h ec r o s ss e c t i o no ft h es c a t t e r i n gp r o c e s se + e 一一盍五c a nr e a c ht os e v e r a l h u n d r e d so ff b ，i t sm a i nc o n t r i b u t i o nc o m e sf r o mtc h a n n e l w h i c he x c h a n g e sr i g h t h a n dn e u t r i n o ，s oi th a sa l a r g ep o s s i b i l i d ，t ob eo b s e r v e di ni l c ； ( 3 ) t h eb e t t e rr e a c t i o np r o c e s so ff i n d i n gd l r mm o d e ls i g n a li ni l ci se e 一一五三 t h e r ew i l lb eam a j o r a n ar i g h t h a n dn e u t r i n op r o p a g a t e di nt r e e d i a g r a m ，a n dt h e w h o l es c a t t e r i n gw i l lb r e a kt h ef e r m i o nn u m b e r ( 1 e p t o nn u m b e r ) 。i t sc r o s ss e c t i o nw i l l b el a r g e ，w h i c hc a nr e a c ht os e v e r a lp b k e yw o r d s ：l e p t o nf l a v o rv i o l a t i n gp r o c e s s e s ，s c a t t e r i n gc r o s ss e c t i o n ：i l c ：d l r m m o d e l ：n e u t r i n o ，d a r km a t t e r 1 1 南京师范大学硕圭学位论文 在i l c x 寸撞机上寻找d l r m 横型的信号 第一章引言弟一早jl 西 目前，我们粒子物理的理论和实验都是围绕着标准模型进行的，该模型认为 用s u ( 3 ) cxs u ( 2 ) lxv ( 1 ) y 规范理论可以描述各种微观粒子之间的强、弱和电磁相互作 用，并且通过h i g g s 机制来实现将对称性破缺至u s u ( 3 ) c u ( 1 ) 。m 。自从标准模型建立以 来，它已经成功地预言和解释了众多精确的微观实验结果。然而，众所周知的是，模型本 身更应该视为某个更基本理论在电弱能标下的极好有效近似，毕竟它的自由参数太多、没 有包含暗物质、不能很满意地解释中微子现象、h i g g s 部分还存在二次发散问题等等。这 就促使人们不断提出新的物理模型，以期解决标准模型所面对的这些具体问题，并希望能 揭示那个更基本理论的一些性质。其中流行的新模型有超对称模型、t j 、h i g g s 模型、额外 维模型等等。而本文致力于2 0 0 9 年初提出来自 o 时，最小值发生在z = o 处，此m l s u ( 2 ) lxu ( 1 ) y 并不破缺。 当“2 l 。比如 说，d = 2 13 和7 分别意味着冗一lm m ，1n m 和1f m 。在距离小于或接近于r 的地方，将能 观测到与满足平方反比律的牛顿万有引力定律的偏差。现在的引力定律仅仅验证n o 1 毫 米的大小，如果当我们的实验技术提高到微米，发现平方反比律被破坏了，那么就说明很 可能是存在一个紧致化到微米尺度的额外维了。果真如此，这将是额外维很可能存在的一 个直接证据。如果m 4 是p ( t e v ) ，潜在的更高维的量子引力在t e v 能标上对h i g g s 质量有 一个截断，这就与在四维引力理论中p 1 a n c k 能标对h i g g s 质量也有一个截断相对应起来。 因此标准模型中与h i g g s 质量有关的等级问题就得以解决。另外，额外维在t e v 量级的一 些信号也很期待能够在诸如l h c 这样的设备上探测到。 弯曲的额外维 弯凿的额外维( w a r p e de x t r ad i m e n s i o n ) 的思想 5 6 n 初起：j ：r a n d a l l 和s u n d r u m ，并 且已经发展出了大量的模型。这一类模型一般涉及紧致的第五维，它有一个半径兄，并且 可以被一个角度移参数化，其中0 西 2 z 。整个空间中的度规为 d s 2 = 6 - 2 k r 0 叩“d x d x ”一冗2 ( 如) 2 其中叩“p 是标准f 约m i n k o w s k i 度规d i a g ( 1 - 1 ，一1 ，- 1 ) 且指数形式的弯曲因子决定于一个常 数七一m r z 。这类模型同样能够解决电弱能标与p l a n c k 能标之间的巨大等级问题，也能解 2 0 南京师范大学硕学位论文在i l c 对撞机上寻找d l r m 磺型鲍信号 释标准模型费米子y u k a w a 耦合之间的巨大差异，因为在额外的空间中，h i g g s 场与不同费 米子之间的关联很不相同，对模型参数是指数依赖的关系，所以即使是同一量级的参数输 入，最终也会得到差异很大的y u k a w a 耦合。 2 4 本章小结 本章简要地介绍了一下标准模型中的电弱理论部分，并着重介绍了电弱对称性破缺机 制以及h i g g s 质量的来源问题。之后又简单地介绍了目前来说标准模型中存在的部分比较 常见的问题，并就中微子质量和暗物质问题做了重点讨论，为以后的理论研究做一些理论 准备。最后，就比较常见的l i t t l eh i g g s 模型、超对称模型以及额外维空间作了一简单介 绍、 南京师范大学硕士掌住论文 在i l c 对撞机土寻找d l r m 横型鲶信号 第三章d l r m 模型介绍 正如上一章已经介绍的，尽管标准模型获得了巨大成功，与大量实验数据精确符合， 但模型本身还有很多不足之处，因此更为合适的是将其视为电弱能标处( 一2 4 6g e v ) 的一 个成功有效理论，而在更高能标，例如对撞机l h c 和i l c 工作的能量区域，我们期待将观 测到新的超出标准模型的物垃现蒙。下面我们介绍d l r m 模型( d a r kl e f t - r i g h tm o d e l ) ，它 是建立在左右手规范对称性基础上的，并且将右手中微子视为费米子型的宇宙暗物质的候 选e 2 3 。 3 1 模型的背景 在标准模型中，由于宇称破坏，左手和右手之间存在明显的不对称，左手费米子 是s u ( 2 ) 工群的二重态，而右手费米子则是单态，它们的u ( 1 ) y 荷也不相同以保证电荷q = 死l + y 是一样的。为了恢复左右手对称性，人们经常建议将s u ( 3 ) cxs u ( 2 ) l xu ( 1 ) l 规范 群扩充为s u ( 3 ) cxs u ( 2 ) lxs u ( 2 ) rxu ( 1 ) b l ，其中电荷为q = 乃l + 死r + ( b l ) 2 。 此时，需要在标准模型中引入额外的右手中微子妇，它和右手带电轻子构成右手 二重态( ，e ) 只。通过一个h i g g s ：双二重态场，( ，e ) r 与通常的左手二重态( ，e ) l 联系在 一起，妇：y l 配对形成d i r a c 质量。引入一个h i g g s - - 重态，它在规范群下按( 1 ，1 ，3 ：1 ) 变 换，可以将s u ( 2 ) rxu ( 1 ) s l 破缺为【，( 1 ) y ，同时y r 获得大的m a j o r a n a 质量，从而形 成s e e s a w 机制，质量矩阵的形式如( 2 3 1 ) 式所示，纥就有了符合实验数据的极小质量。因 此，这一类模型很自然地通过引入右手中微子 j r 来理解左手中微子吮极小质量的起源。 然而，这类左右手对称模型容易存在与实验冲突的树图味改变中性流以及时和1 曩苗 混合。在上世纪8 0 年代，人们建立了a l r m 模( a l t e r n a t i v el e f t r i g h tm o d e l ) j 2 4 ，其树图 味中性流的改变是不存在的，因此s v ( 2 ) 只的破缺可以很容易地在t e v 能级以下实现，使 得带电的1 ， 咭和另外的z 7 中性玻色子均能在l h c 上可以观测到。不过a l r m 模型是超对称 的，在处理过程中有其复杂性。在2 0 0 9 年，文献提出了该模型的非超对称变异版本，称 南京! 悸范大学硕士学位论文在i l c 对撞机上寻找d l r m 檬垄鳇信号 为d l r m 模型，它引入一个新的整体矿( 1 ) 对称性，在回避树图味改变中性流的同时，还切 断了观与妇的联系，即妇不再是l 的质量伙伴，而是费米子型宇宙暗物质的候选者。同 时，d l r m 模型还允许部分新粒子的质量d , 至u 2 0 0g e v 左右，它们与标准模型粒子的相互 作用强度可以不弱，所以会对相关的精确电弱可观测量以及l h c 年n i l c 对撞机实验带来重 要的影响。 3 2 模型的对称性 考虑规范对称性s u ( 3 ) cxs u ( 2 ) lxs u ( 2 ) r g o ) ，轻子的变换性质为 和e 通过y u k a w a 项, 缈l = ( ue ) l 一( 1 ，2 ，1 ，- i 2 ) ， 砂月= ( e ) r 一( 1 ，1 ：2 ，一1 2 ) 妒l 圣妒r ， 妒圣如 ( 3 - i ) ( 3 - 2 ) 圣= ( 三三篡) ，毒= 仃。圣4 盯。= ( 萎若) c 3 3 ， 它们均按照( 1 ：2 ：2 ：o ) 进行变换。( 击2 ) 和( 鳄) 都会对m ，和m 。有贡献( 夸克部分的m u 假定存在某种对称性，它能够禁止- l 蚕妒r 的存在，且使得( 西? ) = 0 ，那么只有e 通 过( 胡) o 得到了质量，而比与垤就不能通过d i r a c 质量项混合在一起了，考虑到它们是 假定这种新的u ( 1 ) 整体对称性为s ，s u ( 2 ) r s 将发生自发对称性破缺，但保持组 奄裹师范大学硕士学位论文查i l c i 建机上寻找d l r m 横型的信号 子l = 0 。在s u ( 3 ) cxs u ( 2 ) l s u ( 2 ) 兄u ( 1 ) s 对称性下，费米子按照表格3 1 所示的 规则变换。从表上也看到，模型还引入了一类奇特的重夸克 ，它的电荷为一1 3 ，并且带 表3 - 1d l r l 模型的费米子场部分 费米子场 s u ( 3 ) cxs 己( 2 j l s u ( 2 ) r u ( 1 ) s 秒l = ( 工：e ) l ( 1 ：2 ，1 j - t 2 ) 1 砂r = ( 亿e ) r( 1 1 2 ，一1 2 ) 1 2 q l = ( 乱：d ) l( 3 ：2 ：1 1 6 ) 0 q r = ( 乱：h ) p( 3 ：1 2 1 6 ) 1 2 d r ( 3 1 ，1 ，- 1 3 ) 0 允l ( 3 1 ，1 ，- 1 3 ) 1 色，能参与强相互作用，同时又具有推广的轻子数l = 1 。 模型的标量部分包括一个双二重态和两个二重态 圣：r 2 西手、， 忡鹋 ；蛙、 虫2 li ： 呈 此外有两个三重态以分别赋予和佗质量： 圣r = ( 三妻) ， ( 3 - 4 ) 耻一磊卜= 一剖， p 5 ， 这些标量场在对称群下的变换形式见表3 2 。 表3 2d l r m 模型的标量场部分 标量场 s u ( 3 ) c s u ( 2 ) lxs u ( 2 ) r u ( 1 1 s 虫 ( 1 ，2 ：2 ，0 )1 2 垂= 眈圣0 2( 1 ，2 ：2 ：0 )- u 2 i f 2 l( 1 ，2 ，1 ：l 2 ) 0 圣尺( 1 ：1 2 ，1 2 )- u 2 l ( 113 ；l ，1 ) 2 只 ( 1 1 ：3 ：1 ) 1 南裹师范大学硕圭学位论文在i l c 对撞枕上寻找d l r m 葶型鳇信号 s 对称性严格限制费米子场与标量场之间的1 ) ：，u k a w a 相互作用只有以下几项 巩西砂r ! 虿2 函q r 虿工c l d r ： 虿月( 圣r a l 1 d l 砂 l a l ， 砂疗够月二( 3 6 ) 而其它项，例如 砂工圣砂r ，q l 垂q r ：h l d r( 3 - 7 ) 则是不允许的。因此，m 。，仇。来自- y - v 2 = ( p 2 ) ，m d 来自于u 3 = ( 砂2 ) ，m 来自于啦= ( 畦) ，m 。来自于t ，5 = ( 2 ) ，m n 来自于u 6 = ( a o ) ，这样的结构可以保证在树图水平上中 性流是不会改变味的。 关于推广的轻子数l = s 一死r ，它在所有的相互作用( 除了中微子m a j o r a n a 质量 项) 中都是守恒的，我们注意到和e 的l = 1 ，也和d 的l = 0 ，但是新粒子礼的l = 0 ，丸的己= 1 ，而毒有l = ：7 1 ，z 7 有l = o 等等。由于中微子会获得m a j o r a n a 质量，因 此三破缺到( 一) 工。此时模型存在守恒的r 宇称，它被定义为 r = ( 一) 3 s + l + 2 j ( 3 - 8 ) 已知的夸克和轻子具有偶的尺宇称，但是仡：h ，峨，西轰，奏，r e ( 钟j 和i m ( d 2 ) 则具有奇 的尺字称。因此，如果最轻的n 也是所有奇r 宇称粒子中最轻的话，它就可以被认为是宇 宙暗物质的候选者。 3 3 h i g g s 部分的结构 上一节已经提到，不存在树图味改变中性流的前提是u 1 = ( 钾) = 0 ，根据以下的讨论 我们将看到即使考虑到对称性s u ( 2 ) 工s u ( 2 ) 只xu ( 1 ) s 破缺到了 厂( 1 ) 帆， 0 1 = o 的确 是h i g g s 势的解。 西，西l ，西r ，a 工，以及只组成的h i g g s 势包含很多项，用它们的真空期望值可以 将h i g g s 势的极小值写为 2 5 ( 3 - 9 ) u 2 1 ；) 一 q ) o 司 e m 吖( g e v ) 图3 - 3 厶和心 的依赖关系，其中t ：2 = 9 5g e v t ，3 = 1 4 6g e v ：v 4 = 1 8 5 1g e v ，t ；6 = 1 4 1g e v 坎= 2 2 0 g e v 以及m z = 1t e v a = 8 3 2g e v ，图中还标记了t e 、r a t r o n 给出的实验下限1 1 0 ，并画出 了直线m = 2 m 。来自 7 0 】 但是璐。将会很轻，其质量为 m 巯。= 高+ 静鼬z 啪- 0 0 1 4 ) 2 】 ( 渊) 最后，说一下s u ( 2 ) 有关的标量场，( 鳄：击f ) 将会很重，而且两个二重态( 妨，钙) ： ( 虻，妒皂) 则很像一般的两个h i g g s 二重态，它们通过线性组合 雩芸拿： t 呓，盟喾 ( 3 - 4 0 ) 2 - i产亍= 可2 【，焉一j 、钞 - 4 - , u 、2 形成物理粒子，其质量比较轻。 一 3 7 本章小结 本章从d l r m 模型提出的背景出发，系统地介绍- f d l r m 模型。并就模型的对称 性，h i g g s n 分、规范场部分的结构分别加以讨论。之后就宇宙暗物质观测对模型的限制 3 2 南京师范大学硕士学位论文 在i l c 对撞规一三寻我d l r a i 槎型骘信号 作了重点讨论。最后，由- t - - d l r m 模型中与s 矿( 2 ) 只有关的部分是模型所特有的，具有大 量的超出标准模型的信息，因此我们又进一步说明了其相关的结构，为我们下一步讨论做 好理论准备。 南京师范大学硕士学位论文 在i l c 砖撞枧二寻找d l r m 模型的信号 第四章d l r m 模型在i l c 上的信号 上一章我们介绍了d l r m 模型，可以看到为了解释宇宙暗物质的观测数据，其最轻的 右手中微子n 以及标量粒子盖必须得足够轻，比如2 0 0g e v 左右，并且由于s u ( 2 ) 兄的破缺 能标可以比较低，因此昔：z 7 的质量都可以在1t e v 以下，考虑到这些粒子能够和右手带 电轻子耦合，所以必然在各种相关的低能电弱过程中有显著的效应。在本章中，我们首先 将模型推广至有三代轻子的情形，并在由轻子味破坏过程给出的模型参数允许空间中讨 论i l c 对撞机上的几个重要可观测过程。 4 1 模型中的相关作用项 当模型涉及三代轻子时，相应的y u k a w a 相互作用项将由f 3 - 3 4 ) 式推广为 钾u 胁口= 击馅( 墨砺嗽一哆盍胃e 晏一去+ 虿e 鲁) + ( r h l ) + h c ：( 4 一1 ) 其中我们也包括了左手轻子部分的y u k a w a 作用情形，诹= 矽盖c ，左手部分也类似定义， 这里的c 是电荷共轭算符。真空期待值v 5 = ( 2 ) 与u e = ( 晏) 将分别赋予左手和右手中微 子质量，相应的m a j o r a n a 质量矩阵为 以坞饬：以饬 ( 4 - 2 ) 由于模型的左右手对称性要求缟= 岛，为简单起见，我们就省去耦合系数上的左右手 标记l 尺，即令 j 毫产池兰 3 ( 4 - 3 ) 因此，左手和右手中微子都可以通过m a k i _ n a l ( a ga w a - s a k a t a ( m n s ) 矩阵 5 7 找到质量本征 值，此时，耦合常数厶。与左手中微子质量之间的关系为 厶p = 了菰1 ( n s d i a g ( m ，m ：e 锄：m s e 锄) 吆s ) 口口 ( 4 4 ) 童茎坚薹奎兰至圭兰堡垒奎：皇：兰：= ! = 葛竺：皇：薹堡篓查塑璧至兰圣垄呈望竺兰耋鳖 质量本征值取为了正实数。如果定义m 毛兰m i 2 一m j 2 ，那么情l 纵 y f r 6 2 3 1 0 和m ；1 o 分 别称为正常与相反质量排序。由于在此模型中，中微子是m a j o r a n a 粒子，所以需要妒1 和2 两个m a j o r 锄a 相位f 5 8 ：5 9 ，它们定义在区间 一7 r ，7 r ) 上。中微子的m n s 矩阵可参数化 为 u m n s 三 c 1 2 c 1 3 一s 1 2 ( 2 3 c 1 2 s 2 3 6 s 1 2 s 2 3 c 1 2 c 2 3 8 1 ；g c s 巧兰s i n o 巧，三c o s ，6 是d i r a c 相位，它们的取值范围为o o i as 丌2 ，o 占 2 7 r 。按照目前的中微子振荡实验【6 呲3 1 ，本文中将采用如下参数输入值 m ；1 = 7 6 1 0 5 e v 2 ：l m ；1 l = 2 4 1 0 。e v 2 二 s i n 22 0 1 2 = o 8 7 ，s i n 22 0 2 3 = 1 ： s i n 22 0 1 3 o 1 4 ( 4 - 6 ) ( 4 - 7 ) ( 4 - 8 ) 尽管中微子的绝对质量还没有被测到，但各种实验给出了它们的质量上限：氚的了衰变 测量要求m ，s2 3e v ( 9 5 c l ) 6 4 ；宇宙观测数据要求m t 0 6 1e v ( 9 5 c l ) ；单 独w m a p 的数据要求m 1 3e v ( 9 5 c l ) 6 5 。 至于右手部分，同样用m n s 矩阵对角化 加= 去( r s d i a g ( m ”妒, o i q o l ：m n 3 9 ：0 2 ) u 洲口( 4 - 9 ) 对比( 4 4 ) 式和( 4 9 ) 式，我们知道 u 6 饥n 2 一m t ( 4 一工0 ) 因此在中微子的正常排序下，作为暗物质候选者的最轻右手中微子质量为m 。= m n ，而 在相反排序下，m 礼：m n 。即使考虑到三代之间的混合，上一章关于d l r m 模型解释宇 宙暗物质观测结果的讨论基本不变，只是暗物质的成对湮灭可以通过n 礼_ e 夤一e 进行， 炯 她 非 船 乱 s c 锚 矿 嚣 q 1 _ l c 正 争 婀 吼 乱 l 靴 叫 | n 硷 q e 一 矿 订 ，。1。 童室堕茎查兰至圭兰竺垒茎：苎= ! ! = = 2 皇宝苎兰坠呈垒萎窒三二圣塑型量型萎塑 = = = = = ! = ! ! = = = = = = = = 2 = = = = ! = = 2 = ! = 苎! = 2 二= = = = = = = = = 2 = 。2 一 各种带电轻子的末态组合都可以，但当这些末态的质量都可忽略时，其结果和只有一代的 情况样。因此为了解释暗物质数据，我们还是选择 m 。= 2 0 0g e v ， 仇；= 2 2 0g e v ， 0 6 = 1 4 1g e v ( 4 - 1 1 ) 至于其它相关参数也采用上一章中的特征选取值 且彳z ，= 1t e v ，五饥= 8 3 2g e v ， 也：9 5g e v ： u 3 = 1 4 6g e v ： 地= 1 8 5 1g e v ， ( 缸1 2 ) 在这些参数的选择下，我们结合轻子味破坏衰变过程的实验数据以及中微子方面的各种 数据，给出了对模型参数取值的限制，并计算几个d l r m 模型在i l c 对撞机上的可观测过 程。 4 2 轻子昧破坏衰变过程 目前实验对肛轻子和7 - 轻子的昧改变过程的测量已经达到很高的精度，必然会对模型给 出极强的限制。在论文中，计算了在d l r m 模型中的四个轻子味破坏衰变过程：肛_ 百e e ， 7 一皿p p ，7 一g e e n b _ e 7 。相应的解析结果 b r ( p 砘e ) = 糕糕， ( 4 - 1 3 ) b r ( 丁_ 皿p 卢) = 士糕b r ( 丁_ 肛v ，) ， ( 4 1 4 ) b r ( r 一皿e e ) = 吾蓦糕b r ( 丁_ p 护舻坼) ， ( 4 - 1 5 ) 瞰俨鑫肛i 毒+ 意小捌蟓蘸 + 警j 厂0 1 如啬缝1 7 1 | - ( 4 - 1 6 ) m 谚日 l z 十z7 72 孔u 儡i 其中最后一式需要对指标求和，代表相应的三代费米子都可以出现在圈图内，此外，矩 陛r ，臣口为阢。，b r f 7 叫f z 痧。坼) ：1 7 9 l 。目前实验在9 0 c l 水平上给出的这些过程的限 3 6 南京师范大学硕士学位论文 在i l c 对攮规土寻找d l r m 槿里鳇信号 制为 b r ( p 一百e e ) 1 0 1 0 1 2 6 6 b r ( r 一面p ) 3 2 1 0 8 6 r ： b r ( r 一厨e e ) 0 9e v ( 正常排序) 或m 3 0 1 1e v ( 相反排序) 。 3 7 南京师范大学硕士学位论文在i l c 砖撞机二寻找d l r m 模型的信号 图垂1 轻子味破坏过程对7 7 1 的限制，横坐标是置信度。图( n ) 是中微子正常质量排序情形，图( b ) 是相 反排序情形。 而丁一皿e e 对妒2 的依赖明显，当i 妒2 l 超过o 3 7 后，分支比快速增大，由于宇宙观测数据要求 三个中微子的质量和小于0 6 1e v ，即最轻的应在0 2e v 以下，因此 2 l 的范围应该被限制 在0 3 7 r 以内。 至于相位9 1 ，_ 琵e 只给其留下妒1 = o 附近的一个极小区域，在这之外任何宇 宙观测数据允许的m 1 或m 3 取值都无法满足实验要求，限制极为强烈，所以d l r m 模 南京师范大学硕士学位论文 在i l c 对撞机土寻找d l r m 模型鲍信号 罗 皂 e 罗 旦 e ( a ) ：u c e e 一 u 一针 t p p ! t 一肛e ： ? j ，j ， 一。 。 j 一。一。j 。p 一针 ： ：t p w j t 一畔 - 一。， 图4 2 轻子味破坏过程对最轻中微子质量的限制，横坐标是m a j o r a n 缃位2 。图( n ) 是中微子正常质量排 序情形，图( 6 ) 是相反排序情形。 型如果正确，妒1 基本上就是o 。而对于m n s 矩阵参数p 1 3 ， 目前实验