关于在HIAF-BRing上开展自旋物理研究的提议(英文)

国家重大科技基础设施"强流重离子加速器装置"（High Intensity heavy-ion Accelerator Facility,HIAF）已由国家发改委批准立项并开始建设。建成之后,HIAF将为微观物质结构和重离子应用等研究提供很好的实验平台。HIAF的加速储存环（Booster Ring,BRing）设计可以加速最高动量为11.9 GeV/c的高流强质子束流。因此,HIAF-BRing将为GeV能区的核物理和强子物理研究带来新的机遇。另一方面,极化实验是研究微观物质及其相互作用的有力工具。我们提议启动相关物理和极化技术的预研工作,为在HIAF-BRing上开展自旋物理研究打下基础。The construction of the future scientific facility High Intensity heavy-ion Accelerator Facility (HIAF) in China has started. Once established, HIAF will provide excellent conditions for fundamental investigations on both matter structure and heavy-ion applications. The booster ring (BRing) of HIAF is designed to accelerate high-intensity protons with the maximum momentum of 11.9 GeV/c. Therefore it will bring new opportunities for the nuclear and hadron physics in the GeV region. Polarized experiments have been proved as a powerful tool in the explorations of the building blocks of matter. We propose to initiate a pre-investigation for the related physics and polarization techniques, which will lay the foundation of the spin physics at the HIAF-BRing.     

核子(强子)结构和性质的QCD研究

核子 (强子 )是夸克、胶子的束缚态 ,由量子色动力学 QCD描述。由于 QCD的基本特性(高能标度下的渐近自由、低能标度下色禁闭及动力学手征对称性破缺 ) ,对核子 (强子 )结构和性质的 QCD图象是标度相关的 .在高能标度下描述强子的是与探测强子结构的硬过程相联系的QCD部分子模型 .强子的夸克、胶子结构信息通过 QCD部分子求和规则得到 .QCD微扰论是适用的理论 .在低能标度时 ,必须发展 QCD非微扰途径来描述核子 (强子 )物理 .这里简要地讨论各种非微扰途径 (格点 QCD、Dyson- Schwinger方程、有效场论、QCD求和规则 )的某些结果和进展 ,并指出 QCD真空结构在描述低能标度下强子物理中担任重要角色 . The nucleon (hadron) is the bound state of guarks and gluons, which is described by the quantum chromodynamics (QCD). Due to the basic properties of QCD (the asymptotic freedom at the high energy scale, the color confinement and the dynamical chiral symmetry breaking at the low energy scale), the QCD picture for the nucleon’s (hadron’s) structure and property is scale dependent. At high energy scale, the QCD parton model, which is relative to the hard process for testing the...     

北京谱仪实验30年物理成果

<正>自1989年北京谱仪运行30年来,我国陶粲能区物理实验研究从蹒跚起步到今天已经国际领先。北京谱仪实验在陶物理、粲物理、强子物理等方面取得了丰硕的成果,做出了包括陶质量精确测量(上左)、     

电子-质子对撞机上的Primakoff物理

Primakoff效应具有独特的动力学筛选条件,是研究原子核和粒子物理的强大的实验工具。未来电子-离子对撞机(EIC)机器具有质心能量高、亮度高、动力学范围广、本底低、探测器探测效率高以及碰撞离子种类丰富等优点。这将为我们开启一扇通往Primakoff物理研究的新时代的大门。在EIC机器上开展Primakoff物理实验可以严格检验量子色动力学的基本对称性,研究强子的电弱相互作用性质,并探索超出标准模型的新物理。Primakoff效应实验是EIC物理研究的又一亮点。     

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。     

北京谱仪(NESⅡ)飞行时间测量修正的系统研究

飞行时间计数器(TOF)是北京谱仪(BESⅡ)中用于带电粒子鉴别的主要子探测器.鉴于粒子鉴别在物理分析中具有特殊重要的地位,本文对TOF测量时间的系统偏离和分辨率进行了研究.利用J/ψ能区的强子事例样本,对输出脉冲幅度Q,z向坐标位置和粒子的βγ值与时间偏离以及分辨率的关系进行了分析,分别构造了时间偏离和分辨率的修正函数.最后给出用ψ″能区的强子事例样本对修正函数进行检验的结果.     

新的粲素粒子

<正>两个粒子物理实验室的物理学家们独立地发现了一种新的神秘强子的证据。这种名为Zc(3900)的粒子,好像是一种"带电的粲素",是由以前所未见的一种方式组合起来的夸克组成的。对Zc(3900)粒子的进一步研究可能提供关于将夸克束缚在强子内的强力的信息。粲素是重介子,含有一个粲夸克和一个反粲夸克。由于是复合粒子,因而可以处于几种不同的能态。其中最著名的就是其第一激发态,称为J/Ψ粒     

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。     

μ子对撞机的研究进展

μ子对撞机的研究进展目前，理论方面认定，“超标准模型”新物理将出现在ＴｅＶ量级或接近ＴｅＶ量级能量的夸克－反夸克和轻子－反轻子对撞中．为了充分研究ＴｅＶ能级物理，至少要有一台几个ＴｅＶ能量的强子－强子对撞机，用来广泛寻找新物理，还需一台或更多的ＴｅＶ...     

1989年第10期《物理》内容预告

中国物理学会第四届第二次理事会会议专刊(Ⅱ): 我国相图研究和材料科学研究的现状和回顾(张维敬);我国低能加速器发展回顾(陈佳洱等);北京正、负电子对撞机建造和调束(方守贤);我国的原子与分于物理的发展(苟清泉);我国光散射研究的回顾与进展(周仲壁);核物理学的新挑战(杨立铭); 高Tc氧化物超导体的内耗与超声衰减研究(王业宁);北京市物理学会工作汇报(曹昌祺);在胡刚复、饶毓泰、叶企孙、吴有训物理授奖大会上的讲话(王淦昌);开创和发展我国的低温技术(洪朝生等);量子光学的辐射场力学效应研究(王育竹);重夸克偶素的强子跃迁理论研究(邝…     

利用最大熵方法研究强子-强子碰撞的高能极限

利用最大熵方法研究了强子-强子碰撞的高能极限.定义了不同类型的熵并着重讨论了物理约束的作用.对高能极限下的平均多重数和这一极限与现有实验数据之间的内插作出了确定的预言.     

北京谱仪实验物理成果

当前描述物质微观基本结构最成功的理论是粒子物理的标准模型,包括描述强作用力的量子色动力学,描述弱相互作用和电磁作用力的电弱理论。在量子色动力学方面,人们对夸克禁闭问题和低能非微扰性质还不能完全理解;在电弱理论方面,需要实验上提供更加精确的参数约束和检验。北京正负电子对撞机和北京谱仪实验是我国最早的大科学装置,也是目前国际上唯一运行在陶粲能量区域的高亮度实验装置,致力于在强子物理、量子色动力学的非微扰性质、电弱理论检验和寻找超标准模型的新物理等方面开展研究。文章将介绍北京谱仪多年来在实验上取得的科学成果,包括陶轻子质量精确测量、R值测量、奇特强子态研究和粲强子弱衰变测量等。     

一、粒子物理实验

2003年1月1日至5月17日，北京谱仪进行ψ”实验取数，主要完成了：ψ”峰位上取数，束流能量Eb=1．8857GeV，累计积累33．7pb。1物理数据；ψ’，峰位精细扫描；共振峰外取数，束流能量Eb=1．8246GeV(数据用于e e^-湮灭为连续态强子过程的研究和ψ”、ψ’物理中的本底研究)。     

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)。     

含有四个夸克或更多夸克的奇特粒子

<正>在粒子物理的所谓"标准模型"中发生强相互作用的基本粒子是带有分数电荷的夸克,这些夸克被电中性的类似光子的"胶子"捆绑在一起形成强子(包括重子和介子)。目前标准模型中包含6种不同"味道"的夸克:上夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和顶夸克(t);它们各自的反粒子(反夸克)被标志为、d、、、、。每一种味道的夸克又带有强作用的3种不同的"色荷"之一的"色荷"。之所以称之为"色荷"是因为强相互作用将这些带色荷的夸克束缚在一起形成强子的法则很容易让我们类比到对颜色的感知。     

高能重离子碰撞实验中的软物理研究现状

高能重离子碰撞实验中的软物理研究能够帮助我们清楚认识系统的集体演化过程,并且有助于理解碰撞产生的热密系统的性质。本文介绍了高能重离子碰撞实验中软物理的研究现状及其新近取得的实验成果,包括七部分内容:1)高能重离子碰撞简介;2)碰撞几何方面的研究现状;3)粒子产生方面的研究现状;4)关联与起伏方面的研究现状;5)集体膨胀方面的研究现状;6)强子化方面的研究现状;7)LHC/ALICE实验上的软物理预期。最后,本文对高能重离子碰撞实验中的软物理研究现状进行总结。     

基于羊八井ARGO实验的原初γ射线成分分辨

利用蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟产生的数据研究了由ARGO探测阵列所观测的，由能量为100GeV-10TeV，天顶角为0°-45°的原初γ射线和强子(质子和原子核)所引起的簇射的横向分布结构，得到了平均横向分布宽度、最小树长度等可以描述两种簇射空间分布差异的特征量. 研究了用这些特征量作为输入单元的人工神经网络分析方法进行原初γ和强子分辨的能力，结果表明，利用该方法可有效地区分γ和强子簇射.     

D0和TOTEM实验证实三胶子胶球存在

2021年3月5日,费米实验室太电子伏质子加速器(Tevatron)的D0合作组与大型强子对撞机(LHC)的TOTEM合作组联合宣布发现了奇异子(Odderon)的实验证据,相关论文已提交到了物理专业最著名的杂志《物理评论快报》(PRL)①.其中,Tevatron是正反质子(p(p))对撞,LHC上是质子-质子(pp)...     

袋模型进展

本文回顾了强子结构袋模型几年来所取得进展,着重介绍近两年来的进展。总结是沿以下三个方面进行的,(一)理论描述的进一步完善,包括半定量地介绍了R.L.Jaffe等人最近提出的,考虑到手征对称的混合袋模型。(二)袋模型对强子静态性质的应用,包括轻夸克强子和重夸克强子的质量谱,以及对π介子质量的重新考虑。(三)多夸克强子,分析了它们分类情况,并估计了它们的质量。袋模型对于强子衰变,强子碰撞等动态过程,以及对原子核的应用成就不多,进展不大,而且篇幅有限,未作定量介绍。     

袋模型进展

本文回顾了强子结构袋模型几年来所取得进展,着重介绍近两年来的进展。总结是沿以下三个方面进行的,(一)理论描述的进一步完善,包括半定量地介绍了R.L.Jaffe等人最近提出的,考虑到手征对称的混合袋模型。(二)袋模型对强子静态性质的应用,包括轻夸克强子和重夸克强子的质量谱,以及对π介子质量的重新考虑。(三)多夸克强子,分析了它们分类情况,并估计了它们的质量。袋模型对于强子衰变,强子碰撞等动态过程,以及对原子核的应用成就不多,进展不大,而且篇幅有限,未作定量介绍。