北京谱仪（BESⅢ）上的粲物理研究

自J／ψ粒子和τ轻子在20世纪70年代被发现后,τ-粲物理研究即蓬勃兴起,多个正负电子对撞机在此能量运行,取得了丰硕的成果．文章简要论述了国内外长期进行τ-粲物理研究的原因,介绍了其研究的主要内容与特点,并结合新近完成的北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCⅡ）及北京谱仪（BESⅢ）,举例介绍了BESⅢ在轻强子谱、粲物理、粲偶素物理研究,量子色动力学及强子产生性质研究和τ-轻子物理研究方面的主要科学目标、任务及新近取得的主要成果．     

重轻子理论的先驱──蔡永赐

 题图：１９９９年９月于ＳＬＡＣ,从左至右蔡永赐,潘诺夫斯基,郑志鹏．与世界上设立的名目繁多的奖励相比,诺贝尔物理学奖无疑最具公正性和权威性。从１９０１年至２０００年,该奖获得者共计１６２人次。几乎可以说,所有获奖人无一不是获奖领域的先驱者和开拓者,其物理学成就都是经得起历史检验的,都无愧于诺贝尔物理学奖这个至高无上的科学荣誉。然而,诺贝尔物理学奖却令人遗憾地未能做到“四海无遗珠”。除了以前引起过议论的一些例子之外,这里介绍的对重轻子（即ｒ轻子）理论做出了开拓性贡献的蔡永赐（Ｙｕｎｇ－ｓｕＴｓａｉ）教授,也成了诺贝尔物理学奖的一颗“遗珠”。     

由ψ（2S）→π~＋π~－J／ψ道测量J／ψ轻子道衰变分支比

利用北京谱仪（ＢＥＳ）上取得的ψ（２Ｓ）数据，对ψ（２Ｓ）→π＋π－Ｊ／ψ，Ｊ／ψ→１＋１－和Ｊ／ψ→任意末态两个过程进行了细致的研究，得到Ｊ／ψ的轻子道衰变分支比为Ｂ（Ｊ／ψ→ｅ＋ｅ－）＝（５．９０±０．０７±０．１６）％和Ｂ（Ｊ／ψ→μ＋μ－）＝（５．９６±０．０８±０．１６）％，由此给出Ｂｅ／Ｂμ的值为０．９９０±０．０１８±０．０２４．假定Ｂｅ＝Ｂμ，Ｊ／ψ的轻子道衰变分支比为Ｂ（Ｊ／ψ→１＋１－）＝（５．９３±０．０５±０．１６）％．上述结果可用来估计强相互作用耦合常数αｓ和ＱＣＤ减除参数∧．     

μ子对撞机的研究进展

μ子对撞机的研究进展目前，理论方面认定，“超标准模型”新物理将出现在ＴｅＶ量级或接近ＴｅＶ量级能量的夸克－反夸克和轻子－反轻子对撞中．为了充分研究ＴｅＶ能级物理，至少要有一台几个ＴｅＶ能量的强子－强子对撞机，用来广泛寻找新物理，还需一台或更多的ＴｅＶ...     

τ轻子的发现——历史的追溯

 在北京正负电子对撞机上,由北京谱仪实验组完成的τ轻子质量精确测量工作被国内外一些著名科学家（包括李政道、杨振宁、丁肇中、吴大猷、周光召等）评价为近年高能物理最重要的实验成果之一。这一标志着中国高能实验物理走上本领域国际前沿的成绩,又促使τ轻子更加受到国内读者的关注和厚爱。我们愿借《现代物理知识》杂志的一角,介绍一些关于τ轻子发现和确认的若干背景知识。     

BES新测τ轻子质量的物理含意

我们讨论了BES新近测得τ轻子质量的物理含意.预言了τ的寿命值.     

SU(3)_C×SU(2)_I×U(1)_Y复合轻子理论

假定HiggsYukawa耦合是宇称不守恒的唯一来源，通过取三代并引进超对称性，从而建立了一个SU（3）C×SU（2）I×U（1）Y复合轻子理论。     

今日中国物理

 1 北京谱仪开始D_s物理研究据《北京对撞机通讯》报道,目前有关D_s物理测量工作刚刚起步,D_s纯轻子衰变尚未观察到,D_s半轻子衰变与作为参照基准的D_s→（?）π⁺分支比有待精确测定,许多有争议的和未知的D_s轻子道衰变需要进一步研究.北京谱仪D_s的物理目标是:用同理论模型无关的直接测量法,测定D_s⁺→（?）π⁺衰变的绝对分支比;从D_s→ex半轻子衰变的测量,寻找非旁观者胶子过程的贡献:研究D_s→μv,τv纯轻子衰变,测定D_s衰变常数fD_s;有兴趣的D_s强子道衰变的研究.     

高能物理新进展

叙述了近年来高能物理研究取得的新进展，如顶夸克的发现、三代夸克的实验证据、轻子普适性的实验检验．文章还对国际高能物理发展的趋势及中国高能物理的计划进行了介绍．     

封面说明

北京正负电子对撞机（BEPC）于1988建成后，成为τ-粲能区国际领先的对撞机，在1.89GeV的亮度为1．2×10^31cm^-2s^-1，取得了诸如τ轻子质量精确测量、R值测量和新粒子X（1835）的发现等举世瞩目的物理成果。为了争夺在τ-粲能区的物理成果，美国康奈尔大学于2000年提出了CESRc／CLEOc的计划，把束流能量从原来的5．6Gev降低到1．55-2．5GeV，在1．89GeV时的亮度达到6×10^-31cm^-2s^-1，超过了BEPC。     

编外粒子及可能存在的新物质态

从亚夸克物理中允许存在的编外粒子出发，探索了可能存在的双夸克态，双轻子态以及轻子夸克等新物质态，给出了它们的结构性和ＳＵ（３）对称表示。     

统一前子模型研究

本文给出了两个具有轻的夸克和轻子的统一前子模型.在复合层次,模型包含了自然的代结构,其中一个模型可给出10⁴GeV量级的低的超色能标.本文的讨论表明,对于超色群最好的选择是SU(4),统一群最好的选择是SU(9).     

高能e+e-物理成就与展望（二）

 六、发现τ轻子餐夸克发现以后,在物质的两类基本组成单元--夸克和轻子之间形成了一个对称的图象:两对轻子,即电子和电子型中微子(v_?)、μ子和μ子型中微子（v_μ）,对应于两对夸克,即上（μ）和下（d）、粲（c）和奇异（s）.它们可以分为两“代”:第一代是u,d,e,v_a,第二代是c,s,μ,v_μ.两代成员依次一一对应,对应的成员具有相同性质,区别主要表现在质量上面,第二代的比第一代的大.     

τ轻子质量的精密测量

由北京正负电子对撞机(BEPC)上取得的τ轻子质量附近12个能量点的数据,筛选出τ轻子到其6个主要衰交道的事例数,用最大似然法双参数拟合得到τ轻子的质量为.与1992年的τ轻子到eμ一个衰变道的测量结果相比,增加了统计量,减小了统计误差,从而提高了精确度.     

Technicolor模型下QCD对衰变B→Xτv_τ的修正

在一代Ｔｅｃｈｎｉｃｏｌｏｒ模型下对内含的半轻子Ｂ衰变的（）阶修正进行了计算。将理论的预言与最近的实验结果比较，得到了荷电的色单态和色八重态赝标量粒子质量的下限：     

在e+e－对撞过程中τ轻子对产生的阈行为

利用结构函数方法,足够精确地给出了在e⁺e^－对撞过程中考虑了各种QED辐射修正效应后的τ轻子产生的阈行为解析表达式(这里包括了始态辐射修正、真空极化效应、库仑效应和终态修正效应等),这个阈行为用来为BES测量τ轻子的质量值.     

可能存在的轻子型夸克态

最近在德国汉堡发现了一种轻子与夸克相结合的新物质－－轻子夸克。本文根据焦－－宫亚夸克模型及亚夸克对的产生与重组合机制，探讨了可能存在的轻子型夸克态。     

SU(N)亚夸克大统一模型中的Complementarity

本文将Complementarity应用于SU(N)亚夸克大统一模型,对亚夸克填充的SU(N)反常相消和渐近自由的各种表示进行分析,得到了满足Complementarity且有物理意义的SU(N)亚夸克大统一模型的最简单的表示;并预言夸克和轻子的代数g_N≥4.     

我国学者提出粲粒子研究新建议

 据全国粲粒子物理讨论会获悉,中科院学部委员何祚庥以及张肇西,张长春等,对北京谱仪在J/φ能区之外的粲粒子研究提出多项物理建议,包括D_s和D介子（即φ（4160）与φ（3770）衰变产物）、φ（3685）共振态衰变、粲重子与τ轻子性质的研究.（1）φ（3685）共振态衰变与胶子球产生.何祚庥教授计算表明,同J/φ衰变相比,φ共振态衰变中胶子球的产额将增加1.5-3倍.因此,φ可能是胶子球研究的理想能区.φ的许多衰变道有待更精确的测量.     

在具有伸缩子的QCD势模型中的重介子

从伸缩子–胶子有效耦合理论得到的重夸克–反夸克势模型出发,计算了重介子的自旋平均能谱及轻子衰变和辐射跃迁宽度,并与Cornell势模型所得到的相应结果作了比较.结果表明,新的重夸克势的计算结果与重介子的实验数据更好地符合,而且估计的伸缩子质量5?7MeV很好地位于有关伸缩子质量的其他理论途径所估计的范围之内.