eμ Production in R-Parity Violating Supersymmetric Model at Hadron Colliders

We investigate the lepton flavor violating productions (p-)p/pp → eμ X in the framework of the R-parity violating (RPV) supersymmetric model at the Tevatron and the CERN large hadron collider (LHC). We present the total cross sections including the next-to-leading order (NLO) QCD corrections and the contribution from gluon-gluon fusion subprocess. Our numerical results show that the one-loop QCD corrections significantly increase the tree-level cross sections, and the variation of K factor is in the range between 1.28 (1.32) and 1.79 (1.58) at the Tevatron (LHC).We find that the QCD correction from the one-loop gluon-gluon fusion subprocess is remarkable at the LHC and should be taken into account.     

强子对撞机上中性top-pion介子产生过程pp(p)→(П_t~0П_t~0),b(П_t~0)的研究

在TC2模型框架下研究了强子对撞机Tevatron和LHC上中性top-pion介子Пt0的产生过程pp(p)→Пt0Пt0和pp(p)→bПt0．研究结果表明,在Tevatron上,这两个过程的产生截面都很小,通过这两个过程我们无法探测到中性top-pion介子．在LHC上,产生截面会大大增加,但通过Пt0Пt0的产生仍无法探测到中性top-pion介子．bПt0在LHC上的产生截面能达到几百个fb甚至pb的量级,LHC每年能产生104-105个bПt0事例．另外,味改变耦合Пt0tc的存在,使得实验能通过背景非常干净的衰变道Пt0→tc来探测Пt0．因此,通过bПt0这一产生机制,未来的LHC实验应能获得足够多的可鉴别的Пt0事例．我们的研究结果,可为LHC上寻找中性top-pions介子检验TC2模型提供有价值的理论指导．     

Detecting Toppion via a Flavor-Changing Single Top Quark Production Process

In the framework of topcolor-assisted technicolor (TC2) theory, we study a flavor changing single top quarkproduction process pp(pp) →Ⅱ0t → tc(tc) at upgraded Tevatron and LHC. The results show that with the flavor changingcoupling of neutral toppion to top and charm quark, toppion provides a large te-channel resonance effect. The signal ofsingle top production could be detected at LHC. Otherwise, the narrow peak in the invariant mass distribution could beclearly detected both at upgraded Tevatron and LHC. Therefore, such single top production process provides a uniqueway to test TC2 model via the detection of tc-channel neutral toppion contribution.     

LHC能量下D介子的核修正因子

高能质子-质子(p-p)和质子-原子核(p-A)碰撞过程中产生的D介子是分析碰撞后生成的饱和胶子性质的重要途经。考虑领头阶下的强耦合效应,在色玻璃凝聚理论(CGC)框架下研究了LHC(Large Hadron Collider, LHC)能量下p-p(p-A)碰撞过程中的D介子产生。采用由KLR-AdS/CFT色偶极模型通过傅里叶变换得到的偶极关联因子,同时利用Glauber模型考虑冷核物质效应,计算了质心能量为5.02 TeV时质子-铅核(p-Pb)碰撞中不同碰撞中心度下D介子的产生截面,并在此基础上研究了p-Pb碰撞中D介子产生及其半轻子衰变过程中的核修正因子。通过与大型强子对撞机(LHC)实验结果比较发现:考虑强耦合效应后的理论结果与ALICE和LHCb合作组的最新实验数据符合得更好。最后,本文对LHC碰撞质心能量为8.16 TeV时p-Pb碰撞中D介子产生的核修正因子给出了理论预言, 结果显示此能量下核修正因子理论值比5.02 TeV时略大。     

阻性板室气体粒子探测器原理及其应用

正运行于欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)是当今世界上最大的粒子物理实验设施。自2009年正式运行取数以来,已为粒子物理研究积累了海量实验数据,并于2012年发现了希格斯粒子(Higgs),成功证明了希格斯机制赋予基本粒子质量的正确性。中国合作组参与了LHC上所有的大型实验,并承担了众多粒子探测器的建造与升级工作,其中就包括阻性板室气体探测器(Resistive Plate Chamber,下文简称RPC)。     

质子和中子有“远亲”了

美国能源部费米国家加速器实验室国际费米碰撞探测器（CDF）合作组的科学家23日说，他们利用Tevatron对撞机，成功地发现了两种罕见的粒子．经过鉴定，这两种粒子是最常见的质子和中子的“远亲”．     

Detecting Toppion via a Flavor－Changing Single Top Quark Production Process

In the framework of topcolor-assisted technicolor(TC2) theory,we study a flavor changing single top quark production process pp(pp)→∏t^0→tc(tc)at upgraded Tevatron and LHC.The results show that with the flavor changing coupling of neutral toppion to top and chamr quark,toppion provides a large tc-channel resonance effect.The signal of single top production could be detected at LHC.Otherwise,the narrow peak in the invariant mass distribution could be clearly detected both at upgraded tevatron and LHC.Therefore,such single top production process provides a unique way to test TC2 model via the detection of tc-channel neutral toppion contribution.     

强子对撞机上中性top-pion介子产生过程pp(pp)→Π0tΠ0t,bΠ0t的研究

在TC2模型框架下研究了强子对撞机Tevatron和LHC上中性top-pion介子Π0t的产生过程pp(pp)→Π0tΠ0t和pp(pp)→bΠ0t. 研究结果表明, 在Tevatron上, 这两个过程的产生截面都很小, 通过这两个过程我们无法探测到中性top-pion介子. 在LHC上, 产生截面会大大增加, 但通过Π0tΠ0t的产生仍无法探测到中性top-pion介子. bΠ0t在LHC上的产生截面能达到几百个fb甚至pb的量级, LHC每年能产生10⁴—10⁵个bΠ0t事例. 另外, 味改变耦合Π0t tc的存在, 使得实验能通过背景非常干净的衰变道Π0t→tc来探测Π0t. 因此, 通过bΠ0t这一产生机制, 未来的LHC实验应能获得足够多的可鉴别的Π0t事例. 我们的研究结果, 可为LHC上寻找中性top-pions介子检验TC2模型提供有价值的理论指导.     

大型强子对撞机（LHC）会导致世界末日的来临吗

2008年8月8日,建在欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机LHC被注入了第一束粒子,即将开始它在14TeV质心能量上的质子一质子对撞实验。粒子物理学家们对此翘首以待。尽管描述强、弱和电磁相互作用的标准模型已经取得了很大成功,但是它显然还不够完美。理论称,标准模型存在的漏洞应该由高能区的新物理来填补,这些新物理将得以通过LHC来研究。有些候选理论不过是对标准模型的简单修补,而我们最感兴趣是那些包含新时空观念的理论,这些新的时空正等着我们去发现。     

强子对撞机上中性top-pion介子产生过程的研究pp（pp-）∏0t∏0t,b∏0t的研究

在TC2模型框架下研究了强子对撞机Tevatron和LHC上中性top-pion介子∏0t的产生过程pp（p-p）→∏0t∏0t和pp（p-p）→b∏0t.研究结果表明,在Tevatron上,这两个过程的产生截面都很小,通过这两个过程我们无法探测到中性top-pion介子.在LHC上,产生截面会大大增加,但通过∏0t∏0t的产生仍无法探测到中性top-pion介子.b∏0t在LHC上的产生截面能达到几百个fb甚至pb的量级,LHC每年能产生104-105个b∏0t事例.另外,味改变耦合∏0tt-c的存在,使得实验能通过背景非常干净的衰变道∏0t→t-c来探测∏0t.因此,通过b∏0t这一产生机制,未来的LHC实验应能获得足够多的可鉴别的∏0t事例.我们的研究结果,可为LHC上寻找中性top-pions介子检验TC2模型提供有价值的理论指导.     

双粲粒子

<正>新粒子的发现,通常是根据粒子物理标准模型的预言,通过长期的实验寻找而实现的。CERN大型强子对撞机(LHC)上的LHCb合作组对双粲重子Ξ++cc的探测,首次以高精度观测到含有两个重夸克的重子。为研究人员提供了一个检验量子色动力学(QCD)的独特的系统。     

在大型强子对撞机上的CMS实验

LHC(large hadron collider)是目前世界上能量最高的强子对撞机.CMS(compact muon solenoid,中文译名是紧凑型缪子螺线管探测器)是LHC上的主要实验计划之一,其目标就是要寻找Higgs粒子或者超出标准模型的其他新粒子,探清自然界的电弱破缺机制,以及寻找暗物质.CMS实验位于高能量和高亮度的最前沿,是21世纪初人类认识微观世界最重要的物理实验之一.中国参加了这项国际合作,制作了部分μ子探测器、磁铁支架、电子学和地板等,目前转入物理研究工作,争取在物理研究中作出有显示度的贡献.文章简要介绍了CMS探测器以及CMS实验的目标和意义.     

RHIC和LHC能区两粒子关联函数研究

应用多源热模型研究了相对论性重离子对撞机（RHIC）上PHENIX合作组测得的每核子对质心能量√sNN=200 GeV的氘-金（d+Au）碰撞中快度长程方位角关联,和大型强子对撞机（LHC）上CMS合作组测得的质心能量√s=0.9,2.36,7 TeV的质子质子（p+p）碰撞中高多重数短程赝快度关联,在误差范围内模型结果很好地重现了实验数据。用4个参数分析了长程方位角关联,结果表明,参数可以清楚地显示出脊结构的变化趋势,说明脊结构与集体效应、流体力学流效应、粒子对的横动量及信号等有关。用3个参数分析了小系统高多重数短程赝快度关联,结果表明,参数σ和c₃与能量相关,能量越大,两粒子越靠近,关联越强。The multi-source thermal model is used in this paper to analyze the long-range azimuth correlation in deutron-gold (d+Au) collisions at center-of-mass energy per nucleon pair √sNN=200 GeV measured by the PHENIX Collaboration at the relativistic heavy ion collider (RHIC), and the short-range pseudorapidity correlation in high multiplicity event in proton-proton (p+p) collisions at center-of-mass energy √s=0.9, 2.36, 7 TeV measured by the CMS Collaboration at the large hadron collider (LHC). The modeling results are in approximately agreement with the experimental data in error ranges. Four parameters are used in the analysis of long-range azimuth correlation, which show that the parameters describe the change trend of ridge structure. The ridge structure is related to the collective effect, hydrodynamic flow effect, transverse momentum and signal of particle pair, and so forth. Three parameters are used in the analysis of the short-range pseudorapidity correlation in high multiplicity event in small system, which show that the parameters σ and c3 are related to collision energy. Large collision energy results in strong correlation due to close distance between particles.     

基于协变张量方法的ψ衰变到γB(-B)的分波分析

最近BESⅡ合作组在p(-p)不变质量谱阈值附近观测到一个增强.利用协变张量方法,给出了ψ辐射衰变道ψ→γp(-p),γ∧(-∧),γ∑(-∑),γΞ(-Ξ)分波分析的理论公式.通过蒙特卡罗模拟,还给出了J/ψ→γp(-p)中光子和质子的角分布,它们可以作为将来对这些道分波分析的有用参考.     

未发现质子衰变,SU(5)大统一模型濒于垮台

本刊今年第一期曾介绍印度与日本合作的“金矿”质子衰变实验[1],根据他们去年的报告,似乎发现了质子衰变事例(给出寿命τp～1031年),而最近又有一实验组IMB(美国)宣布了结果,IMB的结果是没发现质子衰变,只给出了下限(τp> 10　32年)[2]. 显然,这两组实验结果是矛盾的.但是目前普遍相信IMB的实验.其原因是“金矿”实验设备简陋,宇宙线本底消除得不干净,而IMB组实验要好得多!为了减少本底,IMB除了把实验亦放在地下(深1570米)外,他们采用水做观察对象并兼做探测器,即观察水平的质子自发衰变,测量质子衰变出来的介子和轻子在水中发出的契…     

胶子到重夸克偶素的碎裂函数抽取问题讨论

分析胶子到重夸克偶素的碎裂函数使用中, 不同动量分数z的定义所带来的不确定性,用数值方法计算了常用的非协变z定义所给出的有限胶子动量下g→J/ψ的 初始碎裂函数D_g→J/ψ(z,Q₀), 发现非协变定义给出的碎裂函数对胶子动量k有较大的依赖性. 当|k|→∞时,相应碎裂函数趋于光锥定义下的碎裂函数; 但k较小时(如在加速器Tevatron和LHC上产生胶子的典型能动量范围内), 按非协变形式定义和使用碎裂函数会给计算带来较大的不确定性.     

大型强子对撞机成功注入质子

2008年8月8日,欧洲核子研究中心（CERN）的物理学家成功地将注入到大型强子对撞机（LHC）的质子输送到3km远的探测器站．这对于9月10日将开始的运行是个好兆头．这次注入试验的目的是使LHC与作为注入机的加速器同步起来．当机器启动后,脉冲调制的磁铁以纳秒的精度将质子束团从一台加速器传送入到另一台加速器中．15点20分时,一小团质子由脉冲调制磁铁成功地从超质子同步加速器（SPS）引出,     

大型强子对撞机LHC上的ALICE实验

 ALICE 大型离子对撞机实验(A Large Ion Collider Experiment)是欧洲核子中心(CERN) 的大型强子对撞机LHC 上的4 个主要国际合作项目之一。合作组包括36 个国家的132 个研究单位的约1200 位物理学家、工程师和技术工人。其中包括约200 多研究生。中国原子能科学研究院、华中师范大学和华中科技大学参与了ALICE国际合作。     

ISR的一个发现:质子-质子截面升高

正在欧洲核子研究中心CERN于20世纪60～70年代建成并运行的交叉储存环ISR为当时世界第一台最高质心系能量(60 GeV)的质子-质子对撞机,在其上利用当时最先进的实验设备开展了质子-质子相互作用几率及其作用后的空间分布——即包括总截面和前向散射微分截面——测量。特别是得到总截面随能量增高而增加的结果,打破了当时认为随能量增高总截面不再增加的结论。这同理论和21世纪最新的世界最高能量的LHC强子对撞     

质子治疗的物理特性和工作原理(下)

 在“质子治疗的物理特性和工作原理(上)”中我们介绍了质子本身物理特性和形成治疗用质子流的物理方法。为实现这种质子治疗,必需有一套比常规X和电子直线加速器复杂,而且规模更大的质子治疗系统与装置。质子治疗系统是由许多分系统组使质子束射程再大一些,照射更深的病灶。每次增加一个ΔE,一直增加到E2能量(对应为SOBP的后峰时)才能照射到肿瘤的最深层。这种将质子束变为I(E,t),使能量由E1逐步增加能量步距ΔE直到E2能量的装置,叫能量调制器。由于在最深处肿瘤成,每一个分系统又由许多专用设备,都要涉及专门的技术与学科。