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2012年7月4日,大型强子对撞机上的ATLAS实验组和CMS实验组共同宣布发现了一个新的玻色子。目前为止的实验数据显示这个新粒子的属性是和标准模型Higgs粒子相符的。但要想确定该粒子是否为标准模型Higgs,我们需要更多的测量来确定其宇称、自旋和耦合等属性。目前,所有的高能物理实验结果都没有发现明显超出标准模型预言的迹象,标准模型取得了极大的成功。然而标准模型有着明显的缺陷,众多的新物理模型比如最小超对称模型、双Higgs二重态模型等被提出来。在标准模型有明显缺陷的情况下,对Higgs粒子耦合性质的实验检验成为寻找新物理的重要方向。其中,Higgs的自耦合是理解电弱对称自发破缺机制和Higgs机制的不可或缺的一环,因此对Higgs自耦合的实验检验是极为重要的。而三Higgs自耦合的实验检验必须通过双Higgs产生过程进行。大型强子对撞机上有四个主要的双Higgs产生道,它们是:胶子聚合(GGF)产生双Higgs过程gg→ HH、矢量玻色子聚合(VBF)产生双Higgs过程q1q2→V*V*q3q4→HHq3q4、顶夸克对伴随双Higgs产生过程gg/q1q2→ttHH和双Higgs轫致辐射过程q1q2→VHH。在标准模型中,VBF产生双Higgs过程具有第二大的产生截面并且有着明显的信号特征:两个末态jet具有大的快度并且方向相反,分别靠近束流,末态的Higgs则主要分布在小快度、与束流垂直的区域。因此VBF过程在双Higgs的探测中起着重要的作用,是主要产生道,另外,VBF过程还可用来检验Higgs与规范粒子W和Z的耦合。本文系统性的讨论了对撞能量分别为14、33和100 TeV的强子对撞机上VBF产生双Higgs过程,我们在讨论中考虑了标准模型和双Higgs二重态模型。精确的理论预言是实验检验的前提,对于强子对撞机上的物理过程,精确的理论预言需要包括QCD次次领头阶(NNLO)修正。我们首次运用结构函数方法分析了 VBF产生双Higgs过程的QCD次次领头阶修正,该方法巧妙的克服了次次领头阶计算中的大量极其复杂的困难。文中讨论了 QCD次次领头阶修正后总截面的能标不确定度、PDF不确定度和αs不确定度。数值结果表明QCD次次领头阶修正明显的减小了能标不确定度,因此是非常重要的。我们分析了总截面对三Higgs自耦合强度的依赖,结果显示该过程的总截面对三Higgs自耦合的强度具有非常强的依赖性。我们也提供了末态两Higgs粒子的横动量分布、快度分布、不变质量分布以及横平面夹角△φ分布。目前的高能物理实验没有发现任何标准模型预言之外的粒子,我们不知道比粒子物理标准模型涵盖更广,适用更高能标的理论是什么样子。在这种情况下,有效场理论为我们提供了研究新物理效应的途径。有效场理论提供了研究新物理的模型无关的方法,可能的新物理效应通过满足规范不变的有效算符来研究。在考虑轻子数和重子数守恒的理论中,最低阶的是6维有效算符。我们研究了对撞能量为13和14TeV的大型强子对撞机上VBF产生双Higgs过程中6维有效算符的效应,数值结果包括了 QCD次领头阶(NLO)修正。分析表明该过程的总截面对算符OΦ,2和OΦ,3有非常强的依赖,而OBB和Oww在该过程中的效应很小。同时微分结果显示OΦ,2和OΦ,3会显著改变末态两Higgs粒子的不变质量分布、横动量分布和快度分布。我们还给出了 Higgs衰变为底夸克对以后算符OΦ,2和OΦ,3效应的5σ发现区域和3σ排除区域。本论文的创新点如下:·我们首次运用结构函数方法计算了 VBF产生双Higgs过程的QCD次次领头阶修正,给出了该过程目前最精确的理论预言,并系统性的分析了总截面的能标不确定度、PDF不确定度和αS不确定度。数值结果表明QCD次次领头阶修正显著减小了 VBF产生双Higgs过程总截面的能标不确定度。我们的论文“Phys. Rev. D 89, 073001 (2014)”在发表以后受到本领域粒子物理学家的较多关注和引用,目前他引超过20次。·本文在QCD次次领头阶的精度上分析了未来超高能强子对撞机上的VBF产生双Higgs过程。结果显示未来的100TeV强子对撞机对于探测Higgs自耦合具有非常明显的优势,其上的VBF产生双Higgs过程截面是对撞能量为14TeV的LHC的近40倍。·我们运用实验上常用的有效场理论方法,在QCD次领头阶的精度上分析了 VBF产生双Higgs过程中可能的新物理效应。计算和分析表明六维有效算符OΦ,2和OΦ,3对该过程的总截面和不变质量、横动量、快度等微分分布均有显著影响。