L3实验结果介绍（Ⅰ）

LEP运行的第一年,OPAL,ALEPH,L3和DELPHI四个实验已收集和分析了不少于五十万个Z°粒子衰变。这些实验的主要目的之一是通过精确测量Z°参数来检验标准模型。本文通过介绍L3实验的结果,说明LEP实验已达到的精度,和标准模型对这些参数的预言与测量值符合的程度。     

L3实验结果介绍(Ⅰ)

LEP运行的第一年,OPAL,ALEPH,L3和DELPHI四个实验已收集和分析了不少于五十万个Z°粒子衰变。这些实验的主要目的之一是通过精确测量Z°参数来检验标准模型。本文通过介绍L3实验的结果,说明LEP实验已达到的精度,和标准模型对这些参数的预言与测量值符合的程度。     

TC2模型与轻子味破坏过程l_i→l_jν_l_l

许多超出标准模型的新物理预言了非普适规范玻色子Z′的存在 .此粒子可产生许多新物理现象 .本文计算了顶色辅助的人工色 (TC2 )模型预言的非普适规范玻色子Z′对轻子味破坏 (LFV)衰变过程li→ljνl νl 的贡献 .结果表明 ,在整个参数空间内 ,过程τ± →ljντ ντ 的分支比比τ± →ljνl νl(l =μ ,e)的分支比大得多 .考虑实验测量值上限Brexp(μ→ 3e)≤ 1× 10 -12 对TC2模型的自由参数的限制 ,我们给出了一些轻子味破坏过程的上限 .在大部分参数空间中 ,分支比Br(τ± →ljντ ντ)～ 10 -6,Br(τ± →ljνl νl)～ 10 -9.这些结果可以用来部分地解释中微子振荡数据 ,将来的高能实验有可能探测到此新物理效应 .     

具有标量粒子的人工色模型下稀有辐射衰变b→Xsγ的研究

在具有标量粒子的人工色模型下计算了遍举衰变b→Xsγ的O(α_s)修正.发现当使用ALEPH实验数据时,此模型预言的衰变宽度可以减少到标准模型值的50%.CLEO实验下限与标准模型值相比较减少了33%,它比B→B混合对此模型参数空间的限制更严.此模型预言的b→Xsγ分支比在部分参数空间上与标准模型有大的偏差,有望在即将投入运行的升级CLEO探测器和B介子工厂上观察到.     

TC2模型与轻子味破坏过程

许多超出标准模型的新物理预言了非普适规范玻色子Z′的存在.此粒子可产生许多新物理现象.本文计算了顶色辅助的人工色(TC2)模型预言的非普适规范玻色子Z′对轻子味破坏(LFV)衰变过程li→ljνlν-l的贡献.结果表明,在整个参数空间内,过程τ±→ljντν-τ的分支比比τ±→ljνlν-l(l=μ,e)的分支比大得多.考虑实验测量值上限Brexp(μ→3e)≤1×10-12对TC2模型的自由参数的限制,我们给出了一些轻子味破坏过程的上限.在大部分参数空间中,分支比Br(τ±→ljντν-τ)～10-6,Br(τ±→ljνlν-l)～10-9.这些结果可以用来部分地解释中微子振荡数据,将来的高能实验有可能探测到此新物理效应.     

A=40核区超形变转动带终止

用组态相关推转Nilsson-Strutinsky模型研究了³⁸K, ³⁶Ar, ^32,34S和³⁵Cl的超形变转动带结构性质. 对一些特殊的近转晕线组态的性质做了较为详细的探讨并预言了其带终止态的自旋值, 尤其是预言了³⁸K有利于实验测量到超形变带终止态的自旋值为19h, 而其四极形变值达ε₂～0.50. ³⁶Ar的理论计算与实验结果较好的一致表明这些预言结果是较可靠的.     

黑洞或能披露未知极轻粒子

<正>在实验上,超出标准模型的新物理往往关注较重粒子的搜寻。然而,一些理论也预言标准模型之外的极轻粒子,它们不会在对撞机实验或暗物质探测器中表现出来。阿姆斯特丹大学的Daniel Baumann及其同事的计算表明,在双黑洞并合时发出的引力波信号或可披露黑洞周围极轻玻色子云的存在。如此看来,引力波能提供一种全新的途径来探测一般实验难以俘获的极轻粒子。     

高能加速器近期的几个大工程

 量子论和相对论的发现和确立是20世纪基础科学的最伟大的事件,它们是现代科学技术的基础,改变了整个人类的生活方式。例如,人们制造了原子弹、氢弹,建造了核电站;随着集成电路的迅速发展,计算机已经普及到家庭,人们坐在家里就可通过网络了解全世界发生的事。20世纪后期,在总结新的实验事实的基础上,理论上创立了粒子物理的标准模型,所有核物理和粒子物理的实验结果都和标准模型的预言相一致。在人们为标准模型而欢呼的时候,实验上测量到存在中微子振荡现象,说明中微子有质量,这就超出了标准模型,说明标准模型需要完善和发展。     

两种色联接下的重子介子比及重子反重子关联

在e⁺e^－→h′s反应中,末态重子介子比及重子反重子关联,在流行的强子化模型中,仅有JETSET事件发生器能通过调节专用附加参数较好拟合实验,被认为是检验强子化模型的最敏感可观察量.用微扰QCD所允许的末态部分子100%的色分离联接,取代JETSET中大N_c近似下的色中性流联接,对这些可观察量作了预言.并与JETSET原有预言及最新实验结果作了比较.发现色分离联接同样甚至更好地与这些实验符合,这表明原来用色中性流联接与这些实验事实基本符合,并不意味着色中性流就是非微扰QCD选择的色联接方式,100%的色分离联接也是可能的.     

原子核高角动量激发

用推转壳模型计算研究了原子核的高速转动运动及其结构特性.讨论了A～50区核的转动特性;A～80$区(N=Z)核的形状共存问题; A～110$区丰中子核的扁椭球形变的稳定性. 基于壳模型理论, 我们用限制组态绝热堵塞方法计算讨论了A～130, 180和超重核区的高角动量同核异能态,系统预言了高角动量多准粒子态的存在, 并指出这些核态可以有较长的寿命, 这对于不稳定核的研究是很有帮助的. 计算解释了不少典型的实验观测, 一些理论预言已经被最近的实验证实.     

新物理的魅影？——浅谈缪子g-2实验

正由于新冠疫情的影响,2021年4月7日上午,美国费米国家加速器实验室(Fermi National Accalorator Laboratory, FNAL)选择召开网络视频发布会,公布了缪子g-2实验组对于缪子反常磁矩的首个测量结果。一石激起千层浪,现有结果与粒子物理标准模型预言之间4.2倍标准差的偏离,不仅吸引了全球粒子物理学家的关注,也引来了媒体的目光。一时间,超出标准模型的新物理再次成为了大家讨论的话题。缪子是什么?"g-2"是什么意思?这个实验结果到底告诉我们什么?我们希望这篇小文能对大家大略地了解这些问题有所帮助。     

径向基函数方法在预言原子核电荷半径中的应用

结合径向基函数方法有效地提高了两个全局模型预言原子核电荷半径的精度和能力。利用885个原子核电荷半径实验数据进行留一交叉验证，Skyrme Hartree-Fock-Bogoliubov(HFB25)模型的计算结果与实验测量结果的均方根偏差从0.025 fm降到了0.018 fm，基于Weizs?cker-Skyrme(WS^*)核质量模型给出的壳修正能和形变参数提出的四参数公式的计算结果与实验测量结果的均方根偏差从0.022 fm降到了0.017 fm。两个模型结合径向基函数方法预言最新的144个实验值的均方根偏差仅为0.015 fm。通过研究径向基函数方法对HFB25和WS^*两个模型在超重区域预言值的修正程度发现，径向基函数方法对于WS^*模型在超重区域的修正值大部分可以保持在0.1 fm以内，而对于HFB25模型在超重区域的修正值大部分都超过了0.1 fm，这对于分析模型误差以及进一步改善原子核电荷半径的预言精度非常有用。     

稀有K衰变可能突破标准模型

在美国BNL实验室进行的一项实验可能找到了超出粒子物理标准模型的新的物理的证据.E94 9实验组探测到相当于标准模型预言两倍的稀有的K介子衰变.实验结果在BNL的学术讨论会上做了报告,并投到PhysicsReviewLetters.K介子是一种寿命只有约1 2 0亿分之一秒的不稳定的粒子,可以通过     

丰中子核18N的β衰变研究

用壳模型方法研究了丰中子核¹⁸N的β衰变. 在psd模型空间使用不同的相互作用进行理论计算, 对不同相互作用得到的B(GT)值进行对比和讨论, 给出了最吻合的计算结果. 讨论了¹⁸N核的Gamow-Teller型衰变的特性, 理论计算对近期的实验观测给出了合理的解释: 粒子的激发主要存在于psd空间; 另外预言出9.5MeV附近存在一个B(GT)峰值, 这些计算对氮同位素的β衰变的实验研究将很有意义.     

中微子——通往新物理之门

<正>希格斯粒子被发现之后,粒子物理进入了一个新的阶段。希格斯粒子是粒子物理标准模型的最后一个组成部分,它的发现意味着一个时代的结束,也预示着一个新时代的开启。标准模型是系统地描述整个粒子物理、经过大量实验检验的理论体系。建立标准模型的相关工作已获得了18次诺贝尔奖。找到希格斯粒子之后,标准模型趋近完善,具有优美的结构和惊人的预言能力;另一方面,却存在暗物质、     

相对论再次幸存

正两项独立实验证明:没有证据表明相对论的基本对称性(即局域洛伦兹不变性)破缺。洛伦兹不变性意味着物理定律跟实验所选参考系的速度或方向无关。尽管它是粒子物理标准模型和相对论的一个基本对称性,但一些试图统一这两大理论体系的模型却预言该对称性将破缺。不过,迄今尚未发现洛伦兹对称性破缺的证据。两个实验小组最近又给出了更严格的限制。     

(n,p)激发函数一种新的半经验计算方法

基于核反应蒸发模型和预平衡激子模型,在一些近似条件下得到了入射能量小于20MeV的(n,p)的激发函数解析半经验表达式,靶核在23≤A≤209的范围内,利用大量(n,p)反应的截面实验数据对可调参数进行了研究,得到了参数对靶核的N和Z以及中子入射能量的依赖关系,对得到的参数做了定性的解释,利用普适参数对(n,p)反应的激发函数做了预言,预言值在其误差范围内与实验数据一致。     

放射性核束在标准模型检验中的应用

 利用放射性核束开展多学科的物理研究,是当前低能核物理研究的一个重要方向。传统的加速器一般只加速稳定的荷电粒子。而自90年代开始发展起来的放射性核束装置则可加速不稳定的核素。我国兰州近代物理研究所和中国原子能科学研究院正在建立不同类型的放射性核束装置。这些装置不仅可以用来将核反应与核结构等低能核物理中的传统问题扩展到更远离稳定线的区域,而且在标准模型和基本对称性的检验中,也发挥了独特作用。标准模型以三代基本粒子和四种基本相互作用作为描述粒子物理乃至整个物质世界的基础,获得了极大成功,尤其是标准模型所预言的各种基本粒子(除希格斯粒子还在寻找外)都已在实验中被找到。     

顶色辅助的多标度人工色理论对稀有过程e+e－→bs的单圈效应

讨论了顶色辅助的多标度人工色理论预言的赝标哥尔斯通玻色子(tech–nipions,top–pious)对稀有过程e⁺e^－→bs的单圈效应,计算了该过程在LEPⅡ上的产生截面,得到较标准模型预言值要大一个数量级的数值结果.并进一步讨论了在B介子工厂上探测此稀有过程的可能性.     

从磁介质热力学领悟基本物理量的不可测量性

通过解析磁介质热力学的理论结构,说明物理学认识世界的理论方法是,首先假设一些抽象的概念并建立运算法则,然后这些概念及其运算法则建立起已知实验结果到新的实验预言之间的关系.一般来说,一些基本物理量难以测量.