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論文基本資料
摘要
論文目次
參考文獻
電子全文
作者(中文):
鄧新弘
作者(外文):
Den, Xin-Hong
論文名稱(中文):
在大強子對撞機下,暗物質的有效場論
論文名稱(外文):
Effective Dark Matter Interactions In LHC
指導教授(中文):
張敬民
口試委員(中文):
張維甫
阮自強
耿朝強
學位類別:
碩士
校院名稱:
國立清華大學
系所名稱:
物理系
學號:
100022515
出版年(民國):
103
畢業學年度:
102
語文別:
英文
論文頁數:
46
中文關鍵詞:
暗物質
、
有效場論
、
大強子對撞機
外文關鍵詞:
dark matter
、
effective field theory
、
large hadron collider
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點閱:115
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在暗物質的有效理論,我們假設暗物質是狄拉克自旋1/2的粒子和假設暗物質只會與夸克交互作用,之中的交互作用形式,我們只考慮四種運算子。
由於到目前為止,大強子對撞機還沒發現任何暗物質的訊號,所以有關於質子質子對撞產生暗物質的散射截面會有上限的限制,因此在有效理論中的純量參數,會得到一個下限值。
我的工作主要是計算三種過程的散射截面,這三種過程分別是質子對撞產生暗物質對和光子,質子對撞產生暗物質對和輕子對,質子對撞產生暗物質對和輕子和反微中子。
經由分析大強子對撞的數據,模擬的結果在圖4.1~4.4表示,這是有效理論中的純量參數值的下限對暗物質作圖。圖4.5~4.8則是暗物質對質子的散射截面的上限圖,這是依據圖4.1~4.4的結果而來的。圖4.5~4.8曲線的特性是在暗物質質量小於100Gev下,曲線是很平緩變化,這個結果可以跟暗物質的直接觀測實驗做一個比較。
1 Introduction
2 Effective Field Theory For Dark Matter
3 Search Dark Matter In LHC
3.1 The process: pp -> darl matter pair + monophoton
3.1.1 Feynman diagram & Amplitude
3.1.2 Amplitude square
3.1.3 Three body phase space
3.1.4 Kinematics
3.1.5 Lorentz boost
3.1.6 Parton distribution function
3.1.7 Cross section
3.1.8 Kinematic cuts in experiments
3.1.9 The other operators we consider: pseudo vector (D8) ,
tensor (D9) , scalar (D1)
3.2 The process: pp -> dark matter pair + dileptons
3.2.1 Resonance
3.2.2 Cross section
3.2.3 Feynman diagram & Amplitude
3.3 The process: pp -> dark matter pair + monolepton + neutrino
3.3.1 Cross section
3.3.2 Feynman diagram & Amplitude
4 Simulation & Results
Bibliography
[1] C.P. Burgess, Maxim Pospelov, Tonnnis ter Veldhuis, \The Minimal Model of nonbaryonic dark matter : a singlet scalar," Nuclear Physics B 619 (2001) 709-728.
[2] Hooman Davoudiasl and Ian M. Lewis, \Dark Matter from Hidden Forces," [arXiv:1309.6640v2 [hep-ph]].
[3] \http://www.feyncalc.org/"
[4] T. Hahn, \Cuba a library for multidimensional numerical integration," [hepph/0404043].
[5] CTEQ6 parton distribution functions,
\http://hep.pa.msu.edu/cteq/public /cteq6.html"
[6] \http://en.wikipedia.org/wiki /Pseudorapidity"
[7] Michele Maggiore, \A Modern Introduction to Quantum Field Theory," Resonances and the Breit-Wigner distribution.
[8] The CMS Collaboration \Search for Dark Matter and Large Extra Dimensions in pp Collision Yielding a Photon and Missing Transverse Energy" [arXiv:1204.0821v2 [hep-ex]].
[9] Linda M. Carpenter, Andrew Nelson, Chase Shimmin, Tim M.P. Trait,and Daniel Whiteson \Collider searches for dark matter in events with a Z boson and missing energy" [arXiv:1212.3352v2 [hep-ex]].
[10] The CMS Collaboration \Search for new physics in the final states with a lepton and missing transverse energy at
Sqrt(s) = 8 Tev", [CMS PASEXO-12-060].
[11] The ATLAS Collaboration \Search for Dark Matter in Events with a Hadronically Decay W or Z Boson and Missing Transverse Momentum in pp Collisions at Sqrt(s) = 8 Tev with the ATLAS Detector", CERN-PH-EP-2013-158 [arXiv:1309.4017v1 [hep-ex]].
[12] Po-Yan Tseng \Global Constraints on Eective Dark Matter Interactions", Thesis for PHD Degree.
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