CEPC上的物理和探测器

经过近半个世纪的寻找,2012年,物理学家在欧洲核子中心的大型强子对撞机(LHC)上发现了希格斯玻色子(Higgs Boson),补全了粒子物理标准模型粒子谱的最后一块拼图(图1)。粒子物理标准模型是人类迄今为止构建的最为成功的物理模型之一。     

希格斯粒子之理论浅析

被誉为上帝粒子的希格斯玻色子于2012年7月4日在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)上被发现,这一发现震惊了世界。文章将从理论方面介绍希格斯玻色子,内容包括:(1)世界的基本组分和希格斯玻色子在其中扮演的角色;(2)希格斯玻色子的本质和希格斯机制;(3)希格斯玻色子在LHC上的产生、衰变和发现;(4)希格斯玻色子存在的和谐社会——超对称理论。     

封面照片说明

众所周知，科学家们首选的粒子物理标准模型为：所有物质是由6种夸克——上、下、奇异、粲、顶和底夸克——及比夸克轻得多的粒子，如电子和中微子等构成的。这些粒子的存在已被令人信服的证据所证实。但该模型还需要宇宙中存在有希格斯玻色子（Higgs Boson），希格斯粒子表现为引力，它在某些粒子周围很密集，而在另一些粒子附近则很少。正是这种聚集的密度赋予粒子以质量，因此，夸克很重，电子很轻，而光子则根本没有重量。     

摆动的真空是质量的来源吗？

物质的质量从何而来是自然界最深层次的秘密之一.40多年前,物理学家希格斯(P.W.Higgs)提出是一种玻色子引发的场给予物质以质量,此后,学界便称这种粒子为希格斯玻色子(Higgs boson).十多年来,花费了相当多的时间和金钱在用粒子加速器寻找此种粒子,但迄无所获.2008年9月10日启动的目前世界上能量最大的强子对撞机(LHC)的任务之一就是企图发现这一假想存在的粒子①.     

有希望发现希格斯玻色子

据英因New Scientist（13Jan．2007），5报道：从新测定之传递弱相互作用的一种w玻色子的质量推断，利用将于今年启用的一台新粒子对撞机有希望发现希格斯粒子．希格斯玻色子（Higgsboson）对于回答“什么是质量”这个问题至关重要，尽管一直未被发现，但粒子物理学的标准模型预言w玻色子、“顶”夸克和希格斯玻色子三者的质量之间有一定联系．     

2013年诺贝尔物理学奖获得者——彼得·希格斯

彼得·希格斯(Peter Higgs)是英国著名的理论物理学家,因是希格斯机制的主要贡献人之一及以其名字命名的希格斯粒子而闻名于世。彼得·希格斯与弗朗索瓦·恩格勒(Francois Englert)共同获得了2013年诺贝尔物理学奖。文章简要介绍了彼得·希格斯的生平,希格斯机制的提出以及希格斯粒子命名的由来。此外,文章还简要回顾了希格斯粒子的发现过程。     

物理学史中的十月——1993年10月:美国国会撤销对超导超级对撞机的资助

 2012年7月,全球物理学家都因欧洲核物理研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）可能发现了粒子物理学标准模型中的最后一种基本粒子——希格斯玻色子——而雀跃不已。     

成功的道路 辉煌的成就——CERN成立60周年有感

<正>权威科技杂志每年评出的十大科技进展往往是人们最为关注的重大科技新闻。美国《科学》杂志网站2012年12月20日公布了该刊评选的2012年十大科学进展,其中发现被称为"上帝粒子"的希格斯(Higgs)玻色子列为首条并被尊为该年度最大科学突破。网站是这样介绍的:希格斯玻色子是英国教授希格斯(P.Higgs)在20世纪60年代的理论研究中预言存在的粒子,是物质的质量之源,其他粒子在希格斯     

十大科学突破

美国《科学》杂志于2012年12月20日公布了该年度10大科学突破,科学家在难以捉摸的希格斯玻色子亚原子粒子研究领域取得的成果被评为2012年最重要的科学发现。40多年前,科学家假定了希格斯玻色子的存在,它是解释其他基本粒子（诸如电子和夸克等）如何获取其质量的关键。     

探索看不见的存在——简评《1小时粒子物理简史》

正2020年三月,加拿大女性物理学家宝琳·加尼翁(Pauline Gagnon)所著的科普畅销书《谁在乎粒子物理学:解读希格斯玻色子、大型强子对撞机和欧洲核子研究中心》(Who Cares about Particle Physics:Making sense of the Higgs boson, the Large Hadron Collider and CERN)的简体中文版被冠以新书名《1小时粒子物理简史》在中国大陆问世,     

Single Production of Charged Gauge Boson WH^- from Left-Right Twin Higgs Model in Association with Top Quark at LHC

The twin Higgs mechanism has recently been proposed to solve the little hierarchy problem. In the context of the left-right twin Higgs （LRTH） model, we discuss single production of the new charged gauge boson WH^- , which is predicted by the left-right twin Higgs model, in association with top quark at the CERN Large Hadron Collider （LHC）. It is found that, for a typical nonzero value of mass mixing parameter M = 150 GeV in the LRTH model, the production cross section is in the range of 3 ×10^-2 - 6.07×10^3 fb at the LHC. As long as the WH^- is not too heavy, the possible signatures of the heavy charged gauge boson might be detected at the LHC experiments.     

超导与规范对称性,希格斯机制与希格斯粒子——电磁学与电动力学中的超导Ⅱ

本文是文献[1]和[2]联合的后继文章,在文中我们依据电磁学和电动力学中的麦克斯韦方程组建立了有质量光子导致导体中的超导现象这一事实的规范不变描写,文献[1]的结果是目前理论选取洛伦兹规范的特殊情形.我们发现在这种规范不变的理论中存在一个零质量的标量场,它可以和规范势的纵向分量相互转化.这正是文献[2]所介绍的2013年诺贝尔物理学奖中著名的希格斯机制,即规范粒子吃掉Goldstone玻色子而产生纵向分量,因而获得质量.这个新引进的零质量标量场对应量子场论中激发Goldstone玻色子的标量场,它可以被看成是一个更一般的两分量复标量场的相角分量.而此推广的复标量场的常数模分量可以被看成是另一个动力学场——希格斯场的真空期望值.希格斯场的激发是希格斯粒子,即所谓上帝的粒子;而光子的质量则起源于希格斯场的真空期望值.     

探寻和发现——见证希格斯粒子或极类似物

进一步的工作将证明它到底是标准模型的最后一个粒子还是新物理的踪迹．大约50年前,三篇几乎同时独立发表的文章奠定了以后将被称为希格斯机制的理论基础．在粒子物理的标准模型中,要求存在一个标量场,它激发出一个自旋为零的粒子,此标量场与其他基本粒子相互作用而赋予它们以质量．希格斯玻色子是标准模型所预言然而最后尚未被发现的粒子．     

希格斯粒子及高能物理的新时代

 2012 年7 月4 日将作为一个激动人心的日子载入科学史册。在这一天,座落在法国和瑞士边境上的欧洲核子中心（CERN）宣布在大型强子对撞机（LHC）上发现了一个新的基本粒子,被称为希格斯粒子。     

在T2HDM模型中中性希格斯粒子对B→X_s1 1-衰变过程的影响(英文)

在T2HDM模型中计算了中性希格斯粒子圈图对稀有衰变过程B→X_s1 1-的贡献.通过计算发现:(a)中性希格斯粒子对衰变过程B→X_s1 1-的修正能够增强其标准模型的预言,但增幅很小;(b)在中性希格斯玻色子的质量大于100GeV和tanβ<40的情况下,中性希格斯粒子对稀有衰变过程B→X_s1 1-的分支比的贡献可忽略.     

Top pair production in the littlest Higgs model with T-parity

In the framework of the littlest Higgs model with T-parity, we study the top pair production at the next generation colliders like LHC and ILC. We find that the order O（αs） corrections to the standard model top pair production cross section at LHC can be very small and the magnitude is below 1%. However, the magnitude of corrections to the standard model top pair production rate at ILC may be over 5% for reasonable values＇of the parameters. Besides this, the corrections to the asymmetry ALR（tt） may be more sizable. Therefore, the top pair production at ILC may serve as a probe of the littlest Higgs model with T-parity, especially the asymmetry ALR（tt）.     

Associated Production of Scalars and New Gauge Bosons from a Little Higgs Model at the LHC

The littlest Higgs model with T-parity （LHT model） predicts the existence of the T-odd scalars （Φ^±, Φ^0, and Φ^P）. We consider the production of these new particles associated with T-odd gauge bosons at the Large Hadron Collider （LHC）. It is found that the partonic process qq^1 →Φ^＋ BH can generate a number of the characteristic signal events with a charged lepton and large missing energy at the LHC.     

封面说明

正封面为2013年诺贝尔物理学奖得主的照片,左为弗朗索瓦-恩格勒(Franois Englert,比利时);右为彼得-希格斯(Peter W.Higgs,英).本刊2014年第1期由王青教授(清华大学物理系)撰写的文章"2013年诺贝尔物理学奖介绍:规范粒子质量的起源"介绍了获奖者的相关工作.     

未来最有可能震动物理世界的实验

<正>当CERN的科学家2013年7月宣布他们发现了希格斯玻色子的时候,描述所有已知粒子和相互作用的标准模型理论被认为已经发现了它框架结构最后一点所缺少的东西,这个东西就是被认为给出所有粒子质量来源的希格斯玻色子。这意味着当今时代的粒子物理学已经划上了圆满的句号。这是一件非常好的事情,对吧?慢着,也可能不是。科学家一直以为标准模型所缺憾的希格斯粒子是非常重要的,它将引导更     

希格斯粒子及其实验寻找和发现

希格斯机制引入基本粒子物理的标准模型,解决了规范对称性自发破缺和粒子质量起源的问题,希格斯粒子成为粒子物理实验的最重要寻找目标。2012年大型强子对撞机(LHC)上的环状螺线管(ATLAS)和紧凑缪子螺线管(CMS)两个实验,分别以超过5倍标准偏差的统计显著性发现了与希格斯粒子性质一致的新粒子。