关于规范场和复合粒子

1983年和1984年,粒子物理学取得了若干重要进展.实验上发现了传递弱相互作用的中间玻色子 W±和 Z0,而且已观察到的基本性质与 Glashow-Weinberg-Salam的最小电弱统一理论的预言很好符合.这是对这个理论的直接的判定性检验,也是在粒子物理中杨-Mills规范对称性存在的第一个判定性证据.在发现W±粒子和Z0粒子之后不久,实验就表明Z0粒子有“反常辐射衰变”,即实验上观察到的Z0→1 1-γ衰变的分支比,比理论的予言约大一个数量级.在考虑了理论上的各种修正之后理论与实验的这个矛盾都不能解决.接着在实验中又观察到一系列“大横向丢失能量事…     

W粒子和Z粒子的发现

六十年代粒子物理学的重大进展之一是提出建立了弱相互作用和电磁相互作用的统一理论,即Glashow-Weinberg-Salam弱电统一理论。这个理论在1978年得到实验的证实而确立,但是这个理论最直接的实验证据则应是实验上发现传递弱相互作用的W粒子和Z粒子。 按照弱电统一理论,正如电磁相互作用由交换光子来实现,弱相互作用由交换带一个单位电荷的W粒子和交换中性的Z0粒子来实现。光子的静止质量为零决定了电磁相互作用为长程相互作用,W粒子和Z粒子的质量很重决定了弱相互作用为短程相互作用并且在低能实验中表现为远比电磁相互作用为弱。根据现…     

W粒子、Z粒子和诺贝尔物理奖

近两年来,在电弱统一理论有关问题的研究中所取得的最大进展是传递弱相互作用的w粒子和Z粒子的发现.1983年1月和6月,欧洲核子研究中。先后宣布发现了W粒子和Z粒子,这是对格拉肖-温伯格-萨拉姆电弱统一理论的直接验证.这些发现是三十年来粒子物理探索中所取得的最重大进展之一.得知发现W粒子和Z粒子之后,国际上粒子物理学家们纷纷议论:在这些重大发现中有重要贡献的人将因此获得诺贝尔奖金. 1984年 10月瑞典皇家科学院宣布,意大利的鲁比亚(Carlo　Rubbia)和荷兰的范德梅尔(Simon　van　der　Meer)由于对发现W粒子和 Z粒子的决定性贡献共…     

北京谱仪实验30年

粒子物理的标准模型被认为是当前描述微观亚原子体系最成功的理论,它包括描述电弱相互作用的电弱统一理论和描述强相互作用的量子色动力学（QCD）两大部分。电弱统一理论虽然有些参数的测量精度尚需提高,但可靠性已经被大量精确的实验测量所验证;但QCD部分,尽管在高能量大动量转移下的计算已为实验事实所证实,但它在低能区因为微扰论不再适用而丧失了预言能力。     

Physics World公布2012年物理学10项重大突破

Physics World根据基础研究的进展、重要的知识扩展、理论与实验结合的特色以及物理学界的兴趣等几方面的情况,选出了2012年物理学的以下10项重大突破性研究成果. (1) 疑似Higgs粒子的发现 在欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机超环面探测器(ATLAS)和紧凑型缪子螺线管探测器(CMS)实验组的物理学家们宣布发现疑似Higgs粒子.其质量约为125-126GeV/c2,置信度为5σ.这是21世纪物理学上最重要的发现.Higgs粒子及相关的Higgs场可以解释大爆炸后电弱对称性的破缺,使一些基本粒子具有质量.在描述相互作用力及基本粒子方面取得极大成功的标准模型预言了62种基本粒子的存在.而Higgs粒子则是长期以来一直在寻找的最后一种粒子.     

弱中性流的发现

正20世纪60年代发展起来并逐步完善的电弱统一理论解释了过去电磁相互作用和弱相互作用的实验现象,并预言了弱中性流的存在。CERN在20世纪70年代对弱中性流的成功检测对推动电弱统一理论的发展起了重要作用。本文概述了高能中微子物理在CERN的开端,并翔实地介绍了发现弱中性流的伽格梅尔(Gargamelle)气泡室实验。1.序言中微子物理在CERN历史中起着重要的作用。起始于20世纪60年代质子同步加速器(PS)的     

部分子相互作用与√SNN=130GeV Au+Au碰撞中两粒子的横向动量关联

采用蒙特卡罗模型AMPT研究了√SNN=130GeV Au Au碰撞中部分子相互作用对两粒子横向动量关联的影响,结果表明部分子相互作用对两粒子的横向动量关联有重要的贡献.还计算了AMPT模型中√SNN=130GeV Au Au碰撞的两粒子横向动量关联与碰撞对心性的依赖关系并与来自STAR的实验数据进行了比较,发现AMPT的理论预言很好地符合实验数据.     

Bhabha散射中的完整电弱效应与标准模型的完美性问题

本文在电弱统一标准模型(SM)的理论框架中,对Bhabha散射问题作了全新的理论分析与深入研究.在具体研究方法上采用了量子场论微扰理论中的一种全新计算模式——重整化链图传播子理论,并应用到Bhabha散射的计算研究中.在SM中,本文需要考虑Bhabha散射内部过程的完整电弱作用效应,为此应寻求出由光子γ和中间玻色子Z0构成的复杂混合圈链图重整化传播子,然后利用这类传播子计算出Bhabha散射中由混合圈链图传播子传递完整电弱作用下的反应截面.这一理论计算结果与实验值在实验观测误差范围内吻合较好.本文这一重要研究结果不但从另一个侧面证实了SM理论描述电弱作用下的粒子反应的精确性;而且也暗示SM理论应该是一个十分完美的理论,理论终极预言的且被学术界长期特别关注的希格斯"神秘粒子"最终被寻找到的可能性应该是十分大的.     

超弦

基本粒子物理(或称高能物理)的一个重要问题就是寻求各种相互作用力的统一理论.现在人们已经认识到自然界中存在着四种相互作用力:引力、电磁力、弱相互作用力和强相互作用力,而超弦理论就是关于这四种力的最新的,也是迄今为止最有希望的统一理论. 物理学家已经成功地将.电磁相互作用和弱相互作用统一起来了.包括强相互作用在内的“大统一理论”能成功地预言弱电统一理论中决定这两种力相对强度的参数,不过现在还缺少有关大统一理论的直接实验验证. 在某种程度上由于没有一个与量子力学原理自洽的引力理论,因此包括引力在内的统一理论的尝试…     

部分子相互作用与√sNN=130GeV Au+Au碰撞中两粒子的横向动量关联

采用蒙特卡罗模型AMPT研究了\sqrt{s_{_{\rm NN}}}=130GeV Au+Au碰撞中部分子相互作用对两粒子横向动量关联的影响, 结果表明部分子相互作用 对两粒子的横向动量关联有重要的贡献. 还计算了AMPT模型中\sqrt{s_{_{\rm NN}}}=130GeV Au+Au碰撞的两粒子横向动量关联与碰撞对心性的依赖关系并与来自STAR的实验数据进行了比较,发现AMPT的理论预言很好地符合实验数据.     

发现中间玻色子W~(±)和Z~0的实验

一、前言物质世界存在四种基本相互作用力：万有引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力．１９６７年Ｗｅｉｎｂｅｒｇ和Ｓａｌａｍ提出了弱电统一理论,从理论上预言了传递弱作用的带电中间玻色子Ｗ±和中性中间玻色子Ｚ０的存在,以及它们和传递电磁作用的粒子──光子之间的内在联系．他们因此而获得了１９７９年诺贝尔物理学奖．但是,所预言的Ｗ±和Ｚ０的质量很大,约为质子质量的８０倍和９０倍,所以直到七十年代中?...     

终于看到希格斯玻色子衰变成底夸克

50年前,Steven Weinberg和Abdus Salam分别提出了弱相互作用理论。传递弱相互作用的W和Z玻色子必须具有大质量才能解释弱力的短程性。为引入这些质量,Weinberg和Salam 假定W和Z玻色子通过与一种场相互作用而获得质量。这种场是Peter Higgs (希格斯)等早些时候提出的。“希格斯场”的存在意味着希格斯玻色子的存在,经过几十年的寻找,最终在强子对撞机LHC上工作的ATLAS和CMS合作组于 2012年在质子—质子对撞产生的碎片中发现了这种粒子。     

部分子相互作用与(S_(NN))~(1/2)=130GeV Au-Au碰撞中两粒子的横向动量关联(英文)

采用蒙特卡罗模型AMPT 究了(S_(NN))~(1/2)=130GeV Au Au碰撞中部分子相互作用对两粒子横向动量关联的影响,结果表明部分子相互作用对两粒子的横向动量关联有重要的贡献．还计算了AMPT模型中(S_(NN))~(1/2)=130GeV Au Au碰撞的两粒子横向动量关联与碰撞对心性的依赖关系并与来自STAR的实验数据进行了比较,发现AMPT的理论预言很好地符合实验数据．     

Bhabha散射中的完整电弱效应与标准模型的完美性问题

本文在电弱统一标准模型(SM)的理论框架中, 对Bhabha散射问题作了全新的理论分析与深入研究.在具体研究方法上采用了量子场论微扰理论中的一种全新计算模式——重整化链图传播子理论, 并应用到Bhabha散射的计算研究中. 在SM中, 本文需要考虑Bhabha散射内部过程的完整电弱作用效应, 为此应寻求出由光子gamma 和中间玻色子Z_0构成的复杂混合圈链图重整化传播子, 然后利用这类传播子计算出Bhabha散射中由混合圈链图传播子传递完整电弱作用下的反应截面. 这一理论计算结果与实验值在实验观测误差范围内吻合较好. 本文这一重要研究结果不但从另一个侧面证实了SM理论描述电弱作用下的粒子反应的精确性; 而且也暗示SM理论应该是一个十分完美的理论, 理论终极预言的且被学术界长期特别关注的希格斯“神秘粒子”最终被寻找到的可能性应该是十分大的.     

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)。     

中性中间玻色子Z~0和它的发现

西欧联合核子中心在质子、反质子对撞机上观察到了中性中间玻色子Z0(简称Z0粒子)事例[1],这是今年内西欧中心继带电中间玻色子W±发现后的又一重大发现. 质子、反质子对撞时,质子、反质子中的层子、反层子(国外称为夸克.反夸克)相撞,“结合”到一起而产生Z0粒子.Z0粒子的质量很     

LHCb实验宣布发现双粲重子

<正>2017年7月6日,在威尼斯召开的EPS高能物理会议上,欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的LHCb实验宣布发现由两个粲夸克和一个上夸克组成的新粒子■_(cc)~(++)(Xi_(cc)~(++))。尽管目前的理论早已预言     

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。     

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。     

一个具有三代家族的夸克和轻子的复合模型

为了解释家族问题,本文提出了一个具有SU(3)_sc×SU(6)规范对称的夸克和轻子的复合模型.组成夸克和轻子的成份(preon)是两类无质量自旋为1/2的费米子.运用费米原理于超色单态的preon复合体系,可以产生与实验观测以及宇宙大爆炸理论预言符合的三代轻的夸克和轻子家族.弱玻色子也是由同一组preon组成的复合粒子.弱相互作用不是preon层次的基本相互作用.在preon能标,没有质子衰变的困难.