出人意料的电子电偶极矩上限

<正>几十年来,实验物理学家都在尝试利用原子或分子束技术来测量电子的电偶极矩(EDM)。尽管还没有测出电子电偶极矩的具体大小,他们却不断地给出了更精确的电子电偶极矩上限值。这些实验通常在普通实验室的光学平台上进行,却对粒子物理研究有重要价值,而粒子物理实验通常是在巨大的粒子加速器上进行的。不少物理学家认为,EDM实验是用于研究超出粒子物理标准模型的新物理的最快和最廉价的手段。电子在自然定律违反时间反演     

电荷-宇称(CP)对称性破坏和夸克-轻子味物理--写在CP破坏发现和夸克理论提出40周年之际

简要地介绍了与电荷-宇称(CP)对称性破坏和夸克-轻子味物理有关的一些重要进展.从1964年发现CP破坏和提出夸克理论至今,这个领域就一直成为粒子物理研究的前沿领域,已研究和发展了整整40年,取得了许多辉煌的成就.在这篇文章中,着重评述了目前仍然热门的几个主要的研究方向:直接CP破坏的理论研究和实验验证,CP破坏机制和新的CP破坏源,中微子物理和新的味物理,夸克味物理和有效量子场理论,标准模型中味物理参数的预言和超对称大统一理论.同时对我国有关研究组在这些前沿方向做出的重要贡献作了重点简述.可以看出,在CP破坏和味物理这个重要前沿领域,仍然存在着许多未解之谜,使得粒子物理在21世纪既面临着巨大的挑战,又有着不断发展的机遇.     

费米子质量的单圈修正和强、弱作用的CP破坏效应计算

本文在可重整的自发破缺规范理论中, 用路径积分方法导出了一种在普遍情形下计算有效位势单圈修正的公式, 在此基础上给出了费米子质量的单圈修正表达式. 运用所得结果在一种SU(2)×U91)×S₃模型中着重计算了夸克质量的单圈修正对QCD的CP破坏效应的贡献, 得到较V. Goffin等人给出的更为普遍的结果. 对弱作用的CP破坏情形也作了讨论.     

中子有无电偶极矩?

测量中子电偶极矩的新方法更好地约束了关于宇宙早期对称性破缺的理论。虽然中子整体上是电中性,但它内部电荷的分布也可能并非对称,定量上用电偶极矩(EDM)来描述这种不对称性。有些试图拓展粒子物理学标准模型的理论预言中子EDM非零,而最近一个国际合作组给出了新的测量上限。他们通过测量一团中子跟电磁场的相互作用来得到这一限制。该发现有望帮助理论学家更好地解释宇宙正反物质的不对称。     

高能e++e－→e++e－+强子过程中的电弱干涉效应

在这篇文章中, 我们用[2]中的结果讨论了与极化光子结构函数相关的电弱干涉效应, 这个效应提供了对G-W-S(格拉肖-温伯格-萨拉姆)模型作进一步检验的可能并且导致对光子结构函数的更深入的了解.     

SU(3)轻子模型与轻子质量差的动力学产生

在本文中,我们讨论了一种SU（3）轻子模型,在此模型中左手和右手轻子具有平等的地位,并给出sin²θw=1/4。为了减少Higgs粒子和Yukawa耦合常数的数目,我们还研究了由动力学自发破坏产生轻子质量差的可能性。通过有效势的计算（直到两圈图）,得出:复合Goldstone粒子仅当余下的Yukawa耦合常数位于一确定的小范围之内时才能形成。由此并得出相应的重轻子质量为130GeV。     

中微子物理若干前沿问题

 在过去的几年间,大量的实验结果已经表明中微子有非零质量以及轻子味混合。这一进展为我们打开了一个全新的值得探索的基本粒子世界。关于中微子我们已经知道了多少,我们想要发现什么?本文将从理论与唯象的观点进行阐述。目前中微子物理的前沿问题主要包括:中微子真的发生味转化吗?有几代中微子?存在惰性中微子吗?中微子的质量是多少?中微子是马约拉纳粒子还是狄拉克粒子?轻子味混合矩阵的混合角有多大?轻子味混合矩阵包含CP破坏位相吗?如果包含,那么在中微子振荡和无中微子双β衰变中,这些位相会导致可探测的CP破坏效应吗?     

C_2羣和弱相互作用对称性

Cabibbo从几个合理的假定出发,讨论了弱相互作用重子流么正(SU_3)对称性,预言了△S=△Q奇异粒子轻子衰变的分支比,与实验符合得较好。在此基础上,d’Espag-nat进一步考虑了重子流、中间玻色子和弱相互作用拉氏算符的么正对称性,提出了一个值得注意的理论方案,定性地讨论了弱相互作用的主要特点:解释△S≠2和|△I|=1/2非轻子衰变的选择定则;△S=△Q和△S=0轻子衰变的结果估计与Cabibbo的结果相仿(尚未看到详细报导)。     

SU(N)大统一前子模型中的手征性分析

本文我们将手征性要求和互补原理(Complementarity)应用于大统一前子模型中,寻找可能的模型,我们对大统一前子模型的基本要求是1)满足手征性要求;2)满足互补原理;3)至少描述三代夸克和轻子.我们主要讨论了手征性要求,得出满足这些条件的最小模型是SU(10)大统一前子模型,并对其作了详细讨论.     

只带一种基本标量粒子的轻子-夸克复合模型

我们提出一个包括两种基本费米子和一种基本标量粒子的轻子-夸克复合模型. 其中, 基本费米子无质量并且不带色, 基本标量粒子是色的三重态. SU(3)_H定域规范作用将基本粒子束缚成轻子、夸克和弱玻色子等复合粒子. 轻子是由三个基本费米子组成的三体复合粒子, 夸克由一个基本费米子和一个基本标量粒子组成. 本模型基本粒子的数目较少, 存在为数不多的exotic粒子. 解释了轻子-夸克的对称性. 弱作用是超色单态之间的一种短距剩余作用, 它只在复合层次出现. 通过动力学对称破缺破坏了宇称守恒.     

自发破坏的类μ荷对称重轻子和μ→e+γ

反常的e(?)μ(?)事例和内含μ介子产生截面反常暗示存在一个质量为1.9GeV左右的带电重轻子.特别是,一个正在进行的μ→e+γ实验很可能给出一个分枝比B=Γ(μ→eγ)/Γ(μ→evv)～10~(-9)的肯定信号.重轻子和μ→eγ的可能存在,对弱作用理论研究是巨大的推动,对我们了解包括轻子和强子在内的基本粒子内部结构将给予很深刻的影响. 弱作用电磁作用统一的Weinberg-Salam规范理论模型获得了相当的成功.如何使它容纳可能的μ→eγ现象,这是我们讨论的出发点.我们系统地研究了对Weinberg-Salam模型以下几种可能的扩充方式:     

强子作为非拓扑孤粒子的SU(5)大统一模型(Ⅱ)

本文讨论了前文提出的SU(5)大统一模型中费米子与规范场的相互作用.得到的弱电作用与标准模型一致;得到的孤粒子内部的规范作用近似于QCD理论.本文证明了实验上只能探测到电荷,而不可能探测到前文提出的内电荷;对分数电荷的根源提出了一种解释.按本模型,三代已知轻子仅仅弱、电作用是相同的,它们与未知规范场的作用并不相同.在对称性破缺前,sinθw=1/2.     

高能e~ e~-→e~ e~- 强子过程中的电弱干涉效应

在这篇文章中,我们用[2]中的结果讨论了与极化光子结构函数相关的电弱干涉效应,这个效应提供了对G-W-s(格拉肖-温伯格-萨拉姆)模型作进一步检验的可能并且导致对光子结构函数的更深入的了解。     

缪子物理实验现状及发展前景

寻找超出标准模型的新物理是当前粒子物理学最重要的任务之一。缪子物理实验,包括带电轻子味道破坏,缪子反常磁矩和电偶极矩,缪子素到反缪子素转换等是高强度前沿新物理研究的热点领域。文章介绍了国际上在这一领域开展实验的现状和展望,特别的,介绍了未来在中国开展相关实验的前景。     

关于SU(3)×U(1)轻子和夸克弱电统一模型的一些讨论

本文讨论了SU(3)×U(1)轻子和夸克弱电统一模型中的几个问题:(ⅰ)讨论了Higgs场的两种选取方案所得结果的异同以及与weinberg-Salam模型的关系;(ⅱ)给出从Higgs自作用势给出理论所要求的破缺的证明,并对结果进行了讨论;(ⅲ)考察了当理论中放入几组费米子多重态时,轻子与夸克的质谱性质和夸克的广义Cabibbo混合出现的来源。     

哈密顿算符的对角化与能量本征值问题的代数解法

提出了将哈密顿算符对角化的一种方法.围绕一维谐振子讨论了如何将哈密顿算符对角化、引进的是玻色算符还是费米算符的问题,并分析了能量量子化的原因及能量子与声子的区别.     

几种带电线体系的电偶极矩等效系数

带有正、负电荷的平行带电线是一种常见的带电体系,电偶极矩的效应主要体现在远场空间,所以用电偶极矩表示平行带电线在远场的电势函数是一种重要的电势函数的表示形式.本文给出带有等量异号平行带电线的电偶极矩,并利用平行带电线电偶极矩的表示给出较为特殊的几种组合带电线体系的电偶极矩等效系数,将组合带电线的电偶极矩表示为等效电偶极矩,由等效电偶极矩直接写出空间电势分布函数,方法更为简便.     

CERN的实验澄清了CP破坏的起源

1964年,Cronin,Fitch等发现在中性K介子衰变过程中CP守恒的破坏.中性K介子衰变是迄今发现CP破坏的唯一过程,这给弄清CP破坏的机制带来了一定困难.目前,关于CP破坏的起因,比较流行的有超弱理论和标准模型两种理论解释. 超弱理论是在发现CP破坏不久由Lincoln和Wolfenstein提出的一个唯象理论.中性K介子按奇异数本征态可分为 K0态(S=+1)与K0态(S=-1),又可按CP本征态分为态(CP=-1).在发现CP破坏前,人们一直认为K1,K2分别是短寿命和长寿命的两个质量本征态Ks和KL.但在CP破坏的实验中发现大约每300个KL中有一个将衰变为两个 介子,…     

弱电统一理论——SU(3)×U(1)模型

本文提出了一个对称性破缺前不仅左、右对称, 而且中微子(或反中微子)与荷电轻子、反轻子的弱作用也相同的SU(3)×U(1)模型. 这一模型无三角反常; 导出了sin²θ_w≤1/4; 在低能范围内与标准模型一致. 我们反轻子数推广为轻子荷. 证明了只有轻子荷才是严格守恒的, 各代轻子数分别守恒只能近似成立. 夸克不仅带有重子数、电荷, 而且也带有轻子荷. 本模型预言有μ_R→e_R+ν_eL+ν_μR, e^－+e^－→μ^－+μ^－等现象.     

电—声系统中的费密超导态

基于推广的电－声相互作用模型，考虑到电子的强关联作用，提出了电子算符的玻戈留玻夫近似，导出了声子在电子场中受到的有效作用；证明了波矢相反的纵声子通过交换虚电子能产生一个有效的吸引力，从而构成带有一个电子的声子对。在适当的声子数密度下，形成稳定的费密高温超导态。