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标准模型在解释高能物理现象时取得了前所未有的成功，除了Higgs粒子以外，大部分标准模型粒子的性质在对撞机上都得到了精确检验。但对撞机上也发现了一些和标准模型预言可能存在的偏离。例如LEP上e+e-→+bb过程测量的bottom夸克的前后不对称性，以及Tevatron上pp→ttX过程测量的top夸克的前后不对称性。它们的实验测量值和标准模型预言值相比大约都有3倍标准偏差的偏离。如果排除统计涨落的影响，这可能是在对撞机上观测到存在超出标准模型新物理的迹象。
本文以top夸克的前后不对称性研究为主要线索，期间还穿插探索了轻子和bottom夸克的前后不对称性以及Z物理。
理论分析主要包括：
·计算了味道改变的t-channel Z模型下，O(α28αx)的前后不对称性和微分截面分布。树图阶的Z模型会使本来和标准模型符合得很好的dσ/dMtt分布变差，O(α28αx)修正可以使差别变小但差别仍然存在。
·针对通常的AFB定义在LHC上不适用的问题，本论文给出了两个新的定义：one-side forward backward asymmetry AOFB和edge charge asymmetryAE。利用AOFB，文中讨论了标准模型下轻子、bottom夸克和top夸克末态在LHC上的物理过程。此研究表明：之前LEP发现的bottom夸克AFB反常与Tevatron发现的top夸克反常都可以利用AOFB在LHC上重新检验。CMS实验已经有了初步的结果，和我们之前发表的理论预言是一致的。与此同时，本文总结了四种在LHC上前后不对称性的定义，比较了它们各自的特点、优劣，为LHC实验的选取提供了参考。
·我们以LHC上的前后不对称性为工具，把它应用在区别不同Z’模型的研究中。对不同的定义，本文对它们各自对应的cut条件做了优化。
·本论文中研究了利用color octet vector boson Zc来解释Tevatron上top AFB的反常，给出了两种Zc质量的取值方案。140GeV左右的Zc可以同时解释Tevatron上CDF最近在WW/WZ过程中发现的dijet超出。