电荷-宇称(CP)对称性破坏和夸克-轻子味物理--写在CP破坏发现和夸克理论提出40周年之际

简要地介绍了与电荷-宇称(CP)对称性破坏和夸克-轻子味物理有关的一些重要进展.从1964年发现CP破坏和提出夸克理论至今,这个领域就一直成为粒子物理研究的前沿领域,已研究和发展了整整40年,取得了许多辉煌的成就.在这篇文章中,着重评述了目前仍然热门的几个主要的研究方向:直接CP破坏的理论研究和实验验证,CP破坏机制和新的CP破坏源,中微子物理和新的味物理,夸克味物理和有效量子场理论,标准模型中味物理参数的预言和超对称大统一理论.同时对我国有关研究组在这些前沿方向做出的重要贡献作了重点简述.可以看出,在CP破坏和味物理这个重要前沿领域,仍然存在着许多未解之谜,使得粒子物理在21世纪既面临着巨大的挑战,又有着不断发展的机遇.     

夸克质量矩阵与CP对称性破坏

本文给出一类夸克质量矩阵与CP破坏参量的精确解析关系. 有关结果适用于唯象研究不同质量矩阵模型及其CP破坏效应的细微差别.     

探索物质微观结构的历史回顾——纪念夸克提出50周年

1964年盖尔曼和兹威格分别提出"基本粒子"由夸克或艾斯组成。至今,这一领域仍是粒子物理研究的前沿领域。经过50年的发展,夸克(艾斯)理论取得诸多辉煌成就。文章简要地回顾了夸克的提出过程及随后实验和理论方面的进展。     

粲夸克的电荷—宇称非对称性

<正>在基本粒子物理的标准模型中,电荷—宇称(CP)对称性是严格遵守的,但在夸克之间的弱相互作用中是违反的。理论认为,在弱相互作用中CP对称性的破坏,可能使早期宇宙中产生的物质比反物质多。在量子物理体系中,CP是一个     

在中微子振荡中的CP破坏

讨论了中微子味混合与中微子振荡的理论,定量地研究了在中微子振荡中的CP破坏效应.在一类超对称模型中,计算了真空中中微子振荡几率和 CP破坏效应.     

顶夸克质量的最新结果

实验室的Dφ合作组的物理学家们对顶夸克的质量进行了迄今为止最精确的测量．结果对于寻找与质量起源有关的Higgs粒子以及寻找超出粒子物理标准模型的新物理有重要意义(论文发表在Nature，429：638上)．     

重夸克物理

在基本粒子理论的标准模型中,有三代夸克.第一代由上夸克和下夸克(记为u和d)组成,第二代由奇异夸克和粲夸克(记为s和c)组成,第三代由顶夸克和底夸克(记为t和b)组成.重夸克物理专门研究c,b和t夸克,这项研究始于1974年c夸克的发现.开展对重夸克粒子(含有重夸克的基本粒子)谱的研究,能使人们获得有关夸克之间强相互作用的短距离行为的知识.此外,含重夸克的介子的衰变则是检验弱衰变理论的重要手段之一.近来,一大批有关这些弱衰变的实验结果已经陆续发表,从而使人们有可能对各种理论模型进行更严格的检验. c夸克是三个重夸克中最轻的,也是最早被…     

物质结构在夸克-轻子层次上的动力学规律和研究发展趋势

文章综述了粒子物理中标准模型理论的历史发展、面临挑战以及未来的发展趋势.目前阶段物质结构最小组成单元是夸克和轻子,量子色动力学是描述夸克-胶子之间强相互作用的基本理论,它具有渐近自由和夸克禁闭的特点.量子色动力学和电弱统一理论一起构成粒子物理中标准模型理论.标准模型理论成功同时也面临两大挑战:对称性破缺的本质和夸克禁闭难题,这意味着标准模型理论需要发展和突破.人们期望粒子物理学、天文学和宇宙学交叉发展联手解决物质结构和早期宇宙研究中面临的难题,最终揭示超出标准模型的新物理规律.     

φ介子工厂和CP破坏的精密测量

 粒子工厂这个术语,现在对大家已经不陌生了,它是“高精度前沿”发展的产物.在实验高能物理发展过程中,“高能量前沿”与“高精度前沿”是互补的发展方向,前者着眼于尽可能提高现有加速器相互作用能量.     

强CP破坏与TC轴子

本文首先讨论了强CP破坏.PQ机制及标准模型中的轴子.本文建立了TC轴子模型给出了它的质量,衰变寿命以及与其它粒子的耦合形式.最后讨论了天体物理和宇宙学对TC轴子性质的限制,提出了宇宙线中应存在轴子的物理态.     

SU(7)模型的CP破坏问题

我们研究了包括四代的SU（7）大统一模型的CP破坏问题。结果表明,适当地选取夸克矩阵元及其复相位a_i（如文献[2]那样）,可以得到与实验相符的CP破坏,并且,适当地选取Hoggs势（如文献[2]那样）可以使强CP破坏参数θ在树图级为零而与实验相符。     

长基线中微子振荡几率和CP破坏效应

研究三味中微子在物质中的振荡,从理论上严格解出了绝热近似下在物质中三味中微子的质量平方矩阵本征值和物质中的中微子有效混合矩阵,并计算出三味中微子在长基线实验中的振荡几率和CP破坏效应.     

科苑快讯

 第17届轻子光子相互作用国际会议 1995年国际高能物理学界的一次盛会--第17届轻子-光子相互作用国际会议,于8月10日至15日在北京举行。来自世界数十个国家的近700名高能物理学家与200余名中国同行聚首北京,交流高能物理研究领域的前沿成果和最新信息。 实验方面的报告有:顶夸克的探索、弱电理论的精确检验、b-衰变、B-蓖混合、f-物理、粲物理、QCD和喷注物理、探索新粒子、针对质子时光子的结构、高能衍射、非加速器实验的结果、中微子实验的结果、重离子碰撞的结果、未来的加速器、新探测器和实验技术、有关CP破坏和稀有衰变的结果,丁肇中的总结报告。 理论方面的报告有:标准模型、非微扰论,超越标准模型、QCD、格点规范理论、CP破坏、重味物理、f-c物理的唯象学、粒子天体物理学和宇宙学,李政道的总结报告。     

《CP不守恒》简介

 我国著名粒子物理学家、中国科学院高能物理研究所研究员、博士生导师杜东生教授编著的新书《CP 不守恒》已由北京大学出版社出版。杜东生,1964 年毕业于北京大学技术物理系。他长期从事粒子物理的理论研究,主要研究领域有层子模型、大统一理论、重味物理和CP 不守恒、QCD 和弱电标准模型唯象研究等。     

粲夸克偶素强衰变之谜

北京正负电子对撞机的最新实验研究结果在高灵敏度水平上展出了粲夸克偶素物理中的强衰变之谜，新反常衰变道的发现突破了这个谜的原有图像，对理论提出了新的挑战。     

高能e+e-对撞机上top介子辅助的b夸克对产生

在顶色辅助的人工色模型下计算了高能e^ e^-对撞机上top介子辅助的b夸克对产生过程e^ e^-→bb^-π^0t的产生截面．发现在一定的参数范围内，这个过程的产生截面大于lOfb，比标准模型下标量Higgs粒子辅助的b夸克对产生过程大许多，与最小超对称模型下标量和赝标量Higgs粒子h^0，H^0，A^0的相应产生截面大致相当．人工色理论的信息可能在下一代正负电子对撞实验中探测到．     

物理学家发现5夸克粒子

经过 30年的寻找 ,物理学家终于发现了 5夸克粒子存在的证据 .大多数粒子或是含有 1个夸克和1个反夸克的介子 ,或是由 3个夸克或者 3个反夸克组成的重子 .如今 ,日本和美国的核物理学家发现了一个含有 2个上夸克、2个下夸克和 1个奇异反夸克的 5夸克粒子 .2 0 0 2年 ,TakashiNakano和他在Spring - 8(LEPS)激光电子光子实验组的同事们在日本的一个学术会议上报告了质量为 1.5 4GeV的 5夸克粒子 (pentaquark)的实验证据 .这个粒子是在高能射线与炭核里的中子发生散射的实验中观测到的 .粒子的质量和峰的宽度 (2 5MeV)都与理论预言相符 .…     

奇特的"五夸克态"和重子中的五夸克成分

文章简要介绍了奇特的θ^＋五夸克态、质子中的奇异夸克成分和重子激发态中的五夸克成分等重子谱和重子结构方面的一些最新前沿进展．最新的高统计量实验结果表明，轰动一时的suudd五夸克态θ^＋（1540）很可能不存在．而最新的几个电弱相干实验给出一致的结果：质子的奇异磁矩和奇异半径很可能不为零，且均为正．理论分析表明，这意味着质子中的ssuud成分很可能主要是以夸克对有色集团的形式存在，而不是以传统的介子云无色集团的形式存在．对最轻的负宇称核子激发态N^＊（1535）一些性质的最新研究支持这种关于重子中的五夸克成分的新图像．     

夸克模型的演变过程

 一、夸克复合物的形成夸克是一种人们提出来用以解释SU₃对称性的粒子,但人们花了很长时间才认识到它是个真正的粒子.如果我们回忆一下从假设的原子到认识它的存在所走过的漫长历程,这就容易理解了.实际上,有些人仍然怀疑夸克的存在,主要原因是不能“看到”它.为了能够证明按对待其它基本粒子的方法那样去对待夸克是正确的,那么在理论上就需要对此加以验证,而不是非要直接“看到”它.根据盖尔曼-茨韦格理论,夸克是一种带SU₃味量子数,自旋为1/2费米子的三重态.换言之,它们是类似轻子的粒子.     

规范场和夸克动力学模型--关于QCD和层子模型的议论

文章讨论了夸克QCD模型和层子模型的关系，说明夸克动力学模型的基础是非亚贝尔规范场理论．层子模型是半唯象理论，没有动力学互作用的机制．QCD由于以非亚贝尔规范场为动力学互作用机制，在高能行为有渐近自由的重要性质．层子模型是低能束缚态的唯象性质的模型，与渐近自由是完全无关．强调“渐近自由”是一个独立于夸克模型的物理概念，它的理论基础是非亚贝尔规范场理论；当把非亚贝尔规范场作为夸克相互作用建立了夸克的动力学模型——量子色动力学（quantum chromodynamics，QCD）；层子模型是想把静态夸克模型发展为动力学模型，但它走的路线与QCD完全不同，层子的互作用不涉及非亚贝尔规范场，与渐近自由是不同概念和不同思想和不同考察区域；文章还指出夸克动力学的QCD模型同层子模型是哲学思想不同，物理思想也不相同的路线，层子模型没有接纳非亚贝尔规范场而未能达成创新的成果．文章也强调三十多年前层子模型研究的创新意识和团队精神是我们值得推崇的优秀传统．