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。     

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．     

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。     

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.     

CMS实验中希格斯粒子的寻找

2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)上进行的两个实验—ATLAS实验和CMS实验,发现了一个质量大约为125 GeV的新粒子。这个粒子后来进一步被证实,其与粒子物理标准模型预言的希格斯粒子的属性相吻合。文章首先简单介绍了希格斯粒子及其发现历程,以及LHC上进行的CMS实验,然后主要介绍了CMS上希格斯粒子的发现和它的性质的测量结果,以及中国科学家们在其中做出的重要贡献。     

CERN可能探测到了希格斯粒子

 ２１世纪前夕,位于日内瓦附近的欧洲核子研究中心（简称ＣＥＲＮ）的物理学家们在大型正负电子对撞机（ＬＥＰ）上做出了令科学家们激动不已的工作：他们可能探测到了梦寐以求的希格斯粒子存在的迹象。 ＣＥＲＮ现在的这台正负电子对撞机的设计能量为１００吉电子伏（ＧｅＶ）。按人们原来推测,希格斯粒子的质量很可能在１５０吉电子伏左右,看来ＬＥＰ的能量是不够的。因此,ＣＥＲＮ几年前就开始筹建大型强子对撞机（ＬＨＣ）。这台对撞机将采用１４０００吉电子伏能量的质子一质子对撞,每年能产生８０万个顶夸克,发现希格斯粒子的机会因而会大得多。     

探索上帝粒子与质量起源

欧洲大型强子对撞机(LHC)上发现的125 GeV新希格斯粒子可能成为标准模型预期的"上帝粒子"。这一革命性发现开启了探索宇宙中一切基本粒子质量起源的新时代,成为21世纪粒子物理学的转折点。文章着重介绍:(1)探寻上帝粒子的重大科学意义;(2)探索质量起源的历史,以及为什么牛顿力学和爱因斯坦相对论均未解决质量起源问题;(3)神秘的真空与希格斯机制;(4)上帝粒子是如何提出的和怎样在LHC上发现的;(5)展望21世纪质量起源的探索与新物理定律的革命。     

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。     

第一台直线对撞机开始生产Z^0粒子

1989年4月12 日,在美国斯坦福直线加速器中心(SLAC),人们为高能物理发展的又一大喜事——在建成世界上第一台这类直线对撞机SLC两年后,首次产生了Z0粒子而沉浸在喜悦之中. 由B.里克特教授主持兴建的SLC工程于1983年正式开工.其主要目的有两个:一是发展加速器技术,使建成的新型正负电子对撞机相对于电子储存环对撞机而言,在大幅度提高束流能量时并不需要大大增加经费,为正负电子对撞机向更高能发展开创新途径.二是寻找理论家们预言的传递弱相互作用的中间玻色子Z0,并且可以做许多物理研究工作. 西欧核子研究中心(CERN)的LEP是当今世…     

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。     

发现量子宇宙——粒子对撞机的角色

 当今正是粒子物理学发生根本性变革的时期。新近的实验证据要求一种全新的宇宙图像。一些新的发现近在咫尺，它们将以新的物质形态、新的自然力和新的时空维度来拓展人们的想像力。突破将来自下一代粒子加速器，即目前正在欧洲建造的大型强子对撞机(LHC)，以及拟议中的国际直线对撞机(ILC)。在这些加速器上进行的实验将使你的宇宙观念发生根本性的变革。     

高能多粒子产生：实验综述

本文综述了欧洲核子研究中心P(?)对撞机上多粒子产生的性质、实验数据以及截面、多重数分布、赝快度分布、横动量分布、关联、粒子产额和衍射分解等。     

国际直线对撞机研究现状及未来发展

文章介绍了国际直线对撞机(ILC)的科学目标及直线对撞机(LC)与强子对撞机(LHC)的关系.结合对正负电子直线对撞机历史的回顾及国际直线对撞机方案的选择,对国际直线对撞机的发展现状及未来发展趋势进行了介绍.对中国科学家在国际直线对撞机中所做的国际合作研究进行了简要的回顾,并强调了中国抓住国际直线对撞机国际合作机遇对中国科学发展的重要性.     

Higgs粒子初露端倪

最近几年 ,全世界的粒子物理学家都会注视位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心ＣＥＲＮ的大型电子正电子对撞机ＬＥＰ寻找Ｈｉｇｇｓ粒子的实验结果 .粒子物理的标准模型认为 ,构成物质的最小单元是轻子和夸克 .共有 6种轻子 ,它们是电子和电子中微子、μ子和 μ中微子、τ子和τ中微子 ;6种夸克 ,它们是上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、顶夸克和底夸克 .传递相互作用的粒子是光子、中间玻色子(Ｗ ,Ｗ-,Ｚ0 )和胶子 .而由于存在Ｈｉｇｇｓ粒子 ,产生真空对称性的自发破缺 ,上述所有有质量的粒子的质量都是通过与Ｈｉｇｇｓ场相互作用而获得的…     

北京正负电子对撞机(BEPC)束团长度的测量

讨论了利用J/ψ粒子次级产物中带电粒子顶点测量对撞机束团长度的方法,并给出北京正负电子对撞机(BEPC)对撞点处的束团长度.     

CERN实验观测到疑似Higgs玻色子的粒子

2012年7月4日,欧洲核子研究中心（CERN）发布新闻说,当日在CERN举行的学术讨论会上,在大型强子对撞机LHC上进行的两个实验（AT-LAS实验和CMS实验）的负责人报告了他们寻找Higgs（希格斯）粒子的最新的初步结果.这两个实验都观测到一种新的粒子,其质量在125—126GeV范围内．该讨论会作为在墨尔本举行的国际高能物理会议（ICHEP）的序幕,通过视频与ICHEP相连接,同时通过互联网向世界各地研究机构的同行转播．     

等离子体尾场“涡轮增压”粒子加速器

当2000年欧洲粒子研究所（CERN）的大型正负电子对撞机（LEP）被拆除时，该对撞机已经创造了将电子能量加速到100GeV以上的记录．但是这样高的能量并不容易达到．利用原来LEP的隧道新建的大型强子对撞机LHC的造价为10亿美元．     

在B介子衰变中找到了下落不明的粲偶素

日本ＫＥＫＢ正负电子对撞机上的Ｂｅｌｌｅ国际合作组首次在Ｂ介子强衰变中观察到了长期下落不明的粲偶素 ηｃ(2Ｓ)粒子 .粲偶素是正反粲夸克成对组成的一类介子 .重夸克势模型很早预言了这类粒子不同能态的所有成员 :在相应于质心系能量 3 73ＧｅＶ的粲阈以下 ,具有径向量子数ｎ =1及 2的成员应有 8名 ,实验观察到了其中 6名成员———ηｃ,Ｊ ψ ,ψ(2Ｓ) ,χｃ0 ,χｃ1 及χｃ2 粒子 ;另外两名成员一直下落不明 ,ηｃ(2Ｓ)粒子就是其中之一 .美国ＳＰＥＡＲ正负电子对撞机上的晶体球实验组曾于 1982年在 ψ(2Ｓ)的单举光子谱中观察到一…     

美国粒子物理P5报告的一些评论

<正>美国粒子物理P5报告综合了全球同行广泛的意见和二十多位世界著名专家的评审意见,在全球化的大背景以及有限的资源配置下构筑美国粒子物理中长期的战略计划,使得美国在粒子物理的最前沿能继续保持领先的地位和促进新的重大发现。报告中建议优先获得资助的前沿研究课题对中国粒子物理学界未来的发展规划极具参考价值。例如希格斯物理,研究与中微子质量相关的物理,寻找暗物质,了解宇宙的加     

“欧洲粒子物理2020战略”发布

正2020年6月19日,欧洲核子中心(CERN)理事会全票通过欧洲粒子物理2020战略。该战略将对全球高能物理的未来发展具有重要而深远的影响。这份欧洲粒子物理战略确定了先建设一台正负电子希格斯(Higgs)工厂,再建设一台高能质子对撞机的路线图。这和我国高能物理学界倡议的环形正负电子对撞机-超级质子对撞机(CEPC-SPPC)设想是高度一致的。该战略聚焦的几项关键技术在CEPC-SPPC项目中也已经全面展开,部分已取得显著进展。