膨胀的热夸克胶子物质的中等质量双轻子的增强

基于一个描述夸克胶子火柱演化的相对论流体力学模型,研究了夸克相、强子相互作用以及非热过程(DrellYan对、粲强子衰变)的中等质量双轻子的产生.发现由于相边对夸克胶子物质演化的影响和RHIC能量核碰撞产生的夸克胶子物质具有高的初始温度,夸克相对双轻子的贡献显著增强,比那些来自强子相互作用的贡献重要,甚至能与来自非热的贡献比较.表明中等质量双轻子的增强是一个在核碰撞中产生了夸克胶子物质的可能信号. 关键词： 夸克-胶子物质 双轻子增强 相对论流体力学模型     

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．     

LHC上的ATLAS实验

1989年欧洲核子中心（CERN）的质心能量100-200GeV的正负电子对撞机LEP（Large Electron-Positron Collider）正式运行。LEP后建什么样的加速器,国际社会早有共识,即建造一台质心能量为几十TeV的质子对撞机。20世纪80年代以来,两个类似的强子对撞机,即美国的SSC（Super Superconductive Collider）和CERN的大型强子对撞机LHC（Large Hadron Collider）同时进行预研。     

τ轻子的发现和电子反中微子的首次观察：1995年诺贝尔物理奖介绍

美国物理学家马丁·珀尔（Ｍａｒｔｉｎ Ｐｅｒｌ）和弗雷德里克·雷恩斯（Ｆｒｅｄｒｉｃｋ Ｒｅｉｎｅｓ）共同获得了１９９５年诺贝尔物理奖．珀尔及其合作者于７０年代间发现了τ轻子，雷思斯与已故的克拉埃德·考温（Ｃｌｙｄｅ Ｃｏｗａｎ）于５０年代间首次成功地观察到电子反中微子．他们在轻子研究方面的先驱性工作为建立轻子－夸克层次上的物质结构图像作出了重大贡献．     

相对论重离子碰撞中的软探针和硬探针

简要回顾了高能核碰撞中夸克胶子等离子体的软探针和硬探针的一些最新进展，主要内容集中在相对论重离子对撞机和大型强子对撞机实验中各向异性集体流和喷注淬火的理论和唯象研究，对小系统中集体流的来源也做了简要的讨论。对于软探针，讨论了初态三维涨落和碰撞几何各向异性、相对论流体力学演化、末态各向异性集体流以及集体流的涨落、关联和纵向去关联等。通过与实验数据作系统的比较，可以探测重离子碰撞中夸克胶子等离子体的动力演化和各种输运性质。对于硬探针，集中讨论了部分子能量损失和喷注淬火对部分子味道的依赖性、重味夸克在夸克胶子等离子体中的强子化、整体喷注在核介质中的演化以及核介质对喷注的响应等。细致分析相关的观测量，可以帮助我们更全面地了解相对论核碰撞中喷注与核介质的相互作用以及重味粒子的生成。对于小系统，讨论初态和末态效应在解释小系统中轻强子和重味强子的集体流方面的贡献，这有助于我们理解大碰撞系统中集体流的起源成因。     

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。     

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。     

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…     

产生在夸克–胶子等离子体中的中等质量双轻子的增强

基于一个相对论流体力学模型,在夸克–胶子等离子体中具有中等质量双轻子的产生被研究.由于相边对夸克–胶子等离子体系统演化的影响和产生在RHIC能量的夸克–胶子等离子体系统有高的初始温度,夸克相的贡献变得比强子相互作用的贡献重要得多,甚至能与本底相比较.它表明这样的增强是夸克–胶子等离子体形成的一种信号.     

高能强子化过程的自旋转移和轻子诱发反应中超子的极化

指出在轻子诱发反应中测量产生超子的极化是研究高能强子化过程自旋转移的理想途径.在总结这些反应产生的初始夸克或反夸克极化的基础上,给出了超子极化的计算方法.作为应用举例,给出了e⁺e^－湮没过程中LEP能量下各种超子的极化及与已有实验的比较.这些结果表明,测量各类超子的极化可作为检验不同的重子自旋结构图像,何者适用于高能碎裂过程的重要手段.     

LHC实验计划纵横谈

 一、ＬＨＣ和ＳＳＣ谈到ＬＨＣ（大型强子对撞机）,就不能不回忆起ＳＳＣ（超导超级对撞机）。８０年代以来,美国的ＳＳＣ和欧洲核子中心（ＣＥＲＮ）的ＬＨＣ一直被视为２１世纪初高能物理实验的两个前沿阵地。而在这两个并列的雄心勃勃的计划中,ＳＳＣ能量更高,规模更大,它的质子－质子对撞的质心能量为２０ＴｅＶ（１ＴｅＶ＝１０１２ｅＶ,即１万亿电子伏特）,轨道周长８７千米;ＬＨＣ的质心能量为１４ＴｅＶ,轨道周长２７千米,ＬＨＣ质子轨道将被设计在ＣＥＲＮ的原正负电子对撞机ＬＥＰ的隧道中。１９９３年１０月美国参众两院联席会议表决停建ＳＳＣ,这个消息当时在国际高能物理界造成的巨大冲击是可以想见的。     

强子作为非拓扑孤粒子的SU（5）大统—模型（Ⅰ）

提出一种新的包含三代已知轻子与夸克的ＳＵ（５）大统—模型．按本模型，强子可看作由夸克形成的非拓扑孤粒子；轻子与夸克本质上是相同的，它们之间的差别是由对称性自发破缺造成的；在强子内部，夸克质量很小，其性质与已知夸克相同；在强子外部，夸克的性质与已知轻子相同，只是质量很重，并将很快衰变．本文除了定义严格守恒的电荷Ｑ０、费米子数Ｆ０外，还在孤粒子内部定义了近似守恒的内色荷、内电荷、内费米子数．已知ＳＵ（５）大统—模型的（Ｌ－Ｂ）守恒相应于本模型的Ｆ０守恒。     

e+e－湮没中的胶子碎裂

本文假定e⁺e^－湮没时产生的胶子的强子化,胶子首先劈裂成一对等效的夸克、反夸克对.夸克之间的色相互作用,碎裂成末态强子.由此计算的e⁺e^－→3jet事例中的带电粒子多重数,胶子与夸克jet中多重数比率,以及e⁺e^－三胶子事例中的重子比率,都与实验结果一致.解释了e⁺e^－→3jet末态粒子的角分布.     

相对论重离子碰撞中会产生夸克胶子等离子体吗?

 现在人们认为:在我们周围物质世界中的强子一质子、中子、其他重子及介子等都是由夸克与胶子构成的.强子的夸克结构理论成功地解释了它们的各种静态性质.用高能轻子(电子、μ子等)轰击核子,甚至能定出内部夸克的动量分布.自从夸克、胶子的概念为人们所接受,科学家就在努力寻找自由的夸克与胶子.但是,迄今为止,不论在自然界或通过实验手段都没有成功,它们一直被牢牢地禁闭在每个强子“口袋’中,不能自由存在.     

重离子对撞机实验中令人费解的信号

两位研究人员对重离子对撞机(RHIC)实验上观测到的令人费解的信号做出了解释．他们认为这种信号是伴随着夸克一胶子等离子体或早期宇宙中类似的奇特物质而产生的核物质原初形态的证据．在美国布鲁克海文国家实验室(BNL)的相对论性RHIC上，物理学家们使两束金原子核对撞，企图生成夸克一胶子等离子体，这是一种夸克和胶子在其中自由运动的原初物质．     

超高能软强子作用的Chou－Yang模型

用Ｃｈｏｕ－Ｙａｎｇ模型构造了一个用于＝２６ＧｅＶ到２２ＴｅＶ的软强子非单衍相互作用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ产生器．结合大横动量喷注产生过程的ｐＱＣＤ计算和相应的部分子强子化方案，较好地再现了高能区实验的结果．平滑地外推到超高能区，预言了非弹性度随能量下降的趋势．     

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。     

欧洲大型强子对撞机创质子对撞能量新纪录

 欧洲核子研究中心2012 年4月5 日发表公报称,欧洲中部时间当天00 时38 分, 大型强子对撞机值班组报告对撞机达到束流稳定运行模式,两束各为4 万亿电子伏特的质子束流在4 个交汇点发生对撞,质子对撞的质心能量达8万亿电子伏特,创造了一项新世界记录,大幅增加了对撞机发现新物理的潜力.     

在大型强子对撞机上探索物质本源的大型重离子实验

欧洲核子研究中心的大型重离子实验探测器(ALICE),利用2008年开始运行的大型强子对撞机(LHC),将核物质加热到太阳中心温度的几十万倍,研究在高温高密的极端环境下生成的新物质形态(夸克胶子等离子体或夸克物质)的性质.这样的实验有可能从本源上探索:强作用力如何支配物质结构?夸克作为强作用力的基本量子,如何禁闭于质子和中子内部?夸克作为物质的基本组成单元,质量从何而来?文章介绍在大型强子对撞机上探索物质本源的大型重离子实验,内容包括:强作用力与夸克模型、渐进自c由与夸克禁闭、重离子碰撞与夸克物质、LHC上的ALICE实验、连通夸克和宇宙.     

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．