希格斯玻色子最主要衰变过程的发现

正2018年7月9日,欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)上的ATLAS实验在韩国首尔举行的国际高能物理会议上宣布,独立发现了希格斯粒子~([1—4])的最主要的衰变过程——正反底夸克对衰变(H→bb~([5—11])。同年8月5日,CERN的CMS实验组也确认这个发现~([12—17])。8月28日,CERN通过发布会正式宣布这个激动人心的结果,物理学家都欢呼沸腾,各国的媒体都有追踪     

希格斯玻色子发现简史

希格斯玻色子于2012年的发现是粒子物理发展史上的一座里程碑。它为标准模型补上了最后一块拼图,希格斯机制的提出者们也因此获得了2013年的诺贝尔物理学奖。在希格斯玻色子发现十周年之际,文章将带领读者简短回顾希格斯玻色子从提出到发现的近半个世纪的历史。     

有希望发现希格斯玻色子

据英因New Scientist（13Jan．2007），5报道：从新测定之传递弱相互作用的一种w玻色子的质量推断，利用将于今年启用的一台新粒子对撞机有希望发现希格斯粒子．希格斯玻色子（Higgsboson）对于回答“什么是质量”这个问题至关重要，尽管一直未被发现，但粒子物理学的标准模型预言w玻色子、“顶”夸克和希格斯玻色子三者的质量之间有一定联系．     

寻找希格斯玻色子的一生

 这次演讲的安排是, 我将首先介绍对称自发破缺的思想, 再讨论这些思想的形成与发展过程:在凝聚态物质中, 如何经由南部阳一郎(Yoichiro Nambu)和杰福瑞·戈德斯通(Jeffrey Goldstone)的研究工作, 发展到罗伯特·布鲁特(Robert Brout)和弗朗索瓦·恩格勒特(Franois Englert)的研究以及我自己在1964年的工作。这是演讲的主要部分。其他的涉及这些思想在电弱理论中的应用, 由于各位听众都相当熟悉, 我将一带而过。     

希格斯玻色子在LHC上的发现

苹果成熟以后会掉到地面上,而不会四处乱飞,是因为苹果和地球间存在引力。引力的起因是质量。现在要问质量从何而来?     

希格斯玻色子——物质质量起源的探索

2012年7月4日,欧洲核子中心大型强子对撞机上的ATLAS和CMS实验组联合宣布发现了一个标量粒子,其性质与标准模型理论预言的希格斯粒子初步吻合,随后被大量实验数据进一步证实。作为唯一的基本标量（自旋为零）粒子,希格斯粒子在标准模型中占据极其特殊的地位,因此,希格斯粒子相关性质的理论研究是理论粒子物理研究的热点。文章简要介绍了希格斯粒子物理的理论问题及其进展。     

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。     

希格斯玻色子找到后, 美国物理学家在想些什么

“科学家在想什么”是本刊在专家的建议下开辟的新栏目,将不定期刊出。本栏目试图通过介绍科学家对自身研究领域的关注热点、研究计划、研究目标及其对研究前景的展望,来提升读者对相关科学领域的认知高度和深度。希望有关专家、学者踊跃投稿,以保证此栏目繁荣。     

额外的Z~0玻色子和质子衰变的困难

本文讨论了如果第二个不太重的Z~0玻色子存在,弱、电、强单纯群的统一理论的情况.建议一个既包含第二个Z~0,又保持标准模型的结果,并能克服SU(5)大统一理论中质子衰变困难的四个破缺标度的方案,从标准模型的色和味的角度看,这个方案不存在bizarre的费米子.最后将它推广到整个单纯李群里去.     

夸克偶素双光子衰变的相对论效应

考虑到各种相对论效应，唯象地研究了0－＋和0＋＋夸克偶素的双光子衰变. 相比于通常用的非相对论近似，我们的相对论唯象方法给出了3种分别由介子内夸克相对动量，相对能量，以及它的自旋形式的选取带来的效应. 在cc和ss中我们做了具体的分析     

MWTCM中PGB对Top夸克衰变的单圈修正

在MultiscaleWalkingTechnicolor模型（MWTCM）下，计算赝标戈尔斯通玻色子（PGB）对Top夸克衰变的单圈修正，发现Top夸克的衰变宽度被极大压低．如果进一步引入Topcolor，在TopcolorassistedMWTCM中，Top夸克衰变宽度明显提高；且在参数的一定空间内，PGB修正可达到－7％，可望在实验上被观测到．     

粲夸克偶素强衰变中新的反常表现

北京谱仪合作组利用其在北京正负电子对撞机上采集的３７９万ψ（２Ｓ）数据研究了ψ（２Ｓ）新的强衰变过程．在末态为矢量·张量介子对ωｆ２,ρａ２,Ｋ０Ｋ０２及ｆ′２（１５２５）的衰变过程中观察到ψ（２Ｓ）相对于Ｊ／ψ分支比的比值显著偏离理论预期值的反常表现     

中间玻色子理论Ⅱ.超子的非轻子衰变

本文用中间玻色子理论,讨论了超子的非轻子衰变,考虑了各种衰变机构,解释了FMS极点,建立了李氏和则的更广泛的动力学基础,并求得了和实验大致相符的衰变率和不对称系数。     

MWTCM中PGB对Top夸克衰变的单圈修正

在Multiscale Walking Technicolor模型(MWTCM)下,计算赝标戈尔斯通玻色子(PGB)对Top夸克衰变的单圈修正,发现Top夸克的衰变宽度被极大压低.如果进一步引入Topcolor,在Topcolor assisted MWTCM中,Top夸克衰变宽度明显提高;且在参数的一定空间内,PGB修正可达到–7%,可望在实验上被观测到.     

C.D.Carone模型中的t夸克稀有衰变

最近C.D.Carone和H.Georgi提出了一种最小的Technicolor模型MTC,该模型具有一个无质量的标量子.本文计算了MTC模型对t夸克稀有衰变t→CV(V=Z、γ、g)的单圈修正.发现与标准模型相比,MTC的贡献要提高3—4个数量级.MTC模型对t→cV贡献为:B(t→cZ)～10^－7,B(t→cγ)～10^－9,B(t→cg)～10^－6.这为在未来加速器上探测t夸克的稀有衰变提供了很好的理论依据.     

用共有夸克模型解核内Λ非介子衰变

本文用共有夸克模型讨论了核内弱相互作用过程中的夸克效应,计算出了不同超核中Λ粒子非介子衰变的宽度,并与其它模型的计算结果及实验值进行了比较.     

B介子稀有衰变与荷电PG玻色子企鹅图贡献

计算了荷电PG玻色子P^±和P^±₈对B介子稀有衰变过程B→X_s,dνν和B_s,d→1⁺1^－(l=e,μ,τ)的企鹅图和箱图贡献.计算表明:(a)荷电PG玻色子可以对B介子稀有衰变分枝比Br(B→X_s,dνν)和Br(B_s,d→1⁺1^－)给出3～5倍的增强;(b)在大部分参数空间内,色八重态PG玻色子P₈^±起主要作用.     

用共有夸克模型解核内∧非介子衰变

本文用共有夸克模型讨论了核内弱相互作用过程中的夸克效应,计算出了不同超核中Λ粒子非介子衰变的宽度,并与其它模型的计算结果及实验值进行了比较。     

TOPCMTC模型中PGBs对top夸克稀有衰变的贡献

计算了top人工色援助的多标度人工色模型下top夸克稀有衰变t→cV(V=Z,γ,g)的单圈过程.发现在这个模型下,扩展的人工色相互作用对这些衰变提供主要的贡献,总的贡献能够把它们在标准模型下的分支比提高大约5–6个量级,对于一般的参数值,这些的结果分别是:B(t→cZ)～10^－6,B(t→cγ)～10^－7,B(t→cg)～10^－5.