通过精密电弱物理探寻标准模型之外的新物理

1995年精密电弱数据给出的超出标准模型（SM）新物理的最重要线索是：测量最精确的物理量，即在LEP和SLC上测量的$Z$的总衰变宽度、轻子衰变宽度、强子衰变宽度以及有效弱混合角$\sin^2\theta_W$，以及在低能下测量的弱带电流的夸克-轻子普适性，均在$\times 10^{-3}$的量级上与SM的预言相符。考虑到上述限制条件，我检验了实验与SM预言之间三种可能的不一致所带来的影响。$Z$偏衰变宽度比$R_c=\Gamma_c/\Gamma_h$存在11%（2.5-$\sigma$）的缺失，这很难解释，因为这意味着不可接受的大$\alpha_s$，或者需要在强子$Z$衰变宽度之间存在微妙的抵消，以保持SM所有其他成功的预言。比值$R_b=\Gamma_b/\Gamma_h$存在2%（3-$\sigma$）的超出，这可能表明存在一种新的相当强的相互作用，例如超对称（SUSY）SM中的顶夸克Yukawa耦合，或者在电弱对称性动力学破缺的Technicolor方案中导致大顶夸克质量的新相互作用。另一种解释可能是仅与第三代费米子耦合的额外树规范相互作用。这些尝试的一个共同结果是相当小的$\alpha_s$，即$\alpha_s(\mz )_{\msbar}=0.104\pm 0.08$。0.17%（1-$\sigma$）的缺失...