大型强子对撞机中粲夸克与W波色子的联合产生

大型强子对撞机上,CMS探测器通过质心能量为7TeV的质子-质子对撞实验测量了粲夸克喷注与W波色子联合产生过程的总散射截面和微分散射截面.在保持一致的边界条件下,采用蒙特卡罗数值计算程序MadGraph,并分别利用CT10NNLO、CT14NNLO以及MRST2008NNLO部分子分布函数,在标准模型的框架内计算了粲夸克喷注与W波色子联合产生过程的总散射截面和微分散射截面.计算结果与CMS探测器测量实验数据的比较结果表明,两者在误差范围内符合得很好.     

对部分子碎裂为质子的碎裂函数的研究

部分子的分布函数和碎裂函数是研究和分析高能物理实验的重要基础.对质子的价夸克分布函数q(x)和价夸克碎裂为质子的碎裂函数D(x)的关系进行了分析,发现D(x)=(1/6)q(x)可以很好地将它们联系起来.因此,可以通过比较成熟的质子的部分子分布函数来构建部分子碎裂为质子的碎裂函数.利用此关系,建立了一组新的碎裂函数的参数式,计算了相应的微分散射截面并与实验进行了比较.此工作可以确定价夸克碎裂为质子的碎裂函数,以减少拟合部分子碎裂函数时的不确定性.     

核Drell-Yan过程中的能量损失效应

核Drell-Yan过程中的能量损失效应是不同于束缚核子部分子分布函数核效应的另外一种核效应.用G.T.Garvey和T.C.Peng提出的处理能量损失的方法分别计算了入射质子束能量Ebeam为120GeV,50GeV的(p+W)/(p+D)的Drell-Yan微分截面比,对核Drell-Yan过程中的能量损失值与入射夸克在A核中的平均路径长度A的关系进行了讨论,提出用低能量的质子束、对核子数A为不同值的多种核子进行实验来进一步研究能量损失效应的建议.     

入射夸克的能量损失效应

借助4套典型的束缚核子部分子分布函数和3种夸克能量损失的表达式,对核Drell-Yan过程中的微分截面比进行了领头阶的唯象分析,确定了入射夸克单位长度的能量损失值dE/dL=(1.21±0.09)GeV/fm.研究结果表明:采用线型的夸克能量损失表达方式和平方型的能量损失表达方式计算所得的核Drell-Yan过程微分截面比的理论曲线无明显差别;与采用的部分子分布函数的类型无关,来自于低能量入射粒子束的实验数据排除了动量分数型的能量损失表达方式.     

入射夸克的能量损失效应

 借助4套典型的束缚核子部分子分布函数和3种夸克能量损失的表达式,对核Drell-Yan过程中的微分截面比进行了领头阶的唯象分析,确定了入射夸克单位长度的能量损失值dE/dL=(1.21±0.09)GeV/fm.研究结果表明：采用线型的夸克能量损失表达方式和平方型的能量损失表达方式计算所得的核Drell-Yan过程微分截面比的理论曲线无明显差别;与采用的部分子分布函数的类型无关,来自于低能量入射粒子束的实验数据排除了动量分数型的能量损失表达方式.     

pp→VH总散射界面中的NLO QCD修正

大型强子对撞机上希格斯粒子与矢量波色子的联合产生过程pp→VH→lν_l/l~-l~++H,(V=W,Z)被称为希格斯韧致辐射过程或者VH过程.该文章中用蒙特卡罗数值计算程序HAWK,并使用NNPDF2.3QED、NNPDF3.0QED、MRST2004QED、CT14QEDinc和LUXqed等部分子分布函数计算出,当质心系能量为13 TeV,希格斯粒子的质量为125 GeV时希格斯韧致辐射过程的次领头阶QCD和电弱修正的总散射截面,微分散射截面,以及次领头阶QCD和EW修正对领头阶散射界面的贡献.次领头阶QCD修正使VH过程的领头阶散射界面增加为+17%,次领头阶电弱修正对领头阶散射截面的贡献依赖于光子部分子分部函数.     

核Drell—Yan过程中的能量损失效应

核Drell-Yan过程中的能量损失效应是不同于束缚核子部分子分布函数核效应的另外一种核效应。用G．T．Garvey和T．C．Peng提出的处理能量损失的方法分别计算了入射质子束能量E_(beam)为120 GeV,50 GeV的(p W)/(p D)的Drell-Yan微分截面比,对核Drell-Yan过程中的能量损失值与入射夸克在A核中的平均路径长度〈L〉_A的关系进行了讨论,提出用低能量的质子束、对核子数A为不同值的多种核子进行实验来进一步研究能量损失效应的建议。     

高能夸克在核环境中的能量损失

利用夸克能量损失公式和从轻子-原子核深度非弹性散射实验数据得到的束缚核子中的部分子分布函数,计算了FNAL E866 800 GeV的质子打击不同原子核的Drell-Yan过程截面比,发现考虑能量损失的计算结果与FNAL E866实验数据符合甚好.建议在利用核Drell-Yan过程实验数据抽取束缚核子内部分子分布函数时考虑能量损失效应.     

左右双Higgs模型中新的重顶夸克在LHeC上的产生

在左右双Higgs模型(LRTH)中,研究了单个顶夸克在大型强子-电子对撞机上通过e+b→veT和γb→W-T过程的产生.对于顶夸克主要的衰变模式T→+b→tbb,这两个过程会分别产生3b+l+ET和3b+2l+ET的末态信号.当电子能量Ee=500GeV,质子能量取Ep=7TeV时,发现产生截面在顶夸克质量小于600GeV时会达到几十fb.也对T→W+b的衰变模式进行了唯像分析.     

(s_(NN))~(1/2)=200GeV/核子重离子碰撞中J/ψ粒子的产生与核遮蔽效应

在RHIC的PHENIX的快度接收范围内,采用EKS98和HKN04给出的束缚核子部分子分布函数,计算了(s_(NN))~(1/2)=200 GeV/核子p-Au,p-p碰撞中色八重态产生机制下J/ψ粒子微分截面随快度的变化.在RHIC能量下,最主要的粲夸克偶素产生过程是胶子融合.所得结论与实验数据对比,有助于了解胶子分布的核遮蔽效应.     

质子与原子核碰撞J/ψ产生过程中的能量损失效应

在考虑初态部分子分布函数核效应、入射质子的能量损失效应,以及末态粲夸克对能量损失效应的基础上,对质子-原子核碰撞J/ψ产生过程的微分截面比RW/Be(xF)进行了领头阶的唯象分析,并与E866实验数据中代表J/ψ粒子在靶核外产生的实验数据进行比较,确定了粲夸克对的能量损失值(0.69±0.23)Ge V/fm.研究结果表明:当J/ψ粒子在靶核外形成时,末态粲夸克对的能量损失效应是影响J/ψ粒子产额压低的主要核效应;当xF较大时,初态入射质子的能量损失效应也是不可忽略的.     

√sNN＝200GeV/核子重离子碰撞中J/ψ粒子的产生与核遮蔽效应

在RHIC的PHENIX的快度接收范围内,采用EKS98和HKN04给出的束缚核子部分子分布函数,计算了√sNN＝200 GeV/核子p-Au,p-p碰撞中色八重态产生机制下J/ψ粒子微分截面随快度的变化.在RHIC能量下,最主要的粲夸克偶素产生过程是胶子融合.所得结论与实验数据对比,有助于了解胶子分布的核遮蔽效应.     

核Drell-Yan过程与部分子分布的不均匀性

通过p-A碰撞的核Drell-Yan过程研究了核遮蔽效应及其空间相关性.对末态轻子对的观测反映了相互作用点的情况.计算了能量为800 GeV的质子打击Ca,W,Au核的Drell-Yan过程与p-p碰撞Drell-Yan过程的微分截面比.研究发现,在考虑部分子分布的空间依赖性后,核Drell-Yan的截面会有显著变化.计算结果与未来精确测量p-A碰撞核Drell-Yan过程的实验数据比较,能够定量地验证部分子分布函数的空间依赖性.     

PP碰撞中大P_T实光子的产生

P+P→r+X反应中,如果在α_s阶QCD计算的结果上再考虑价夸克——价夸克子过程中双夸克态的贡献,利用核子深度非弹实验得到的部分子分布函数,能使计算结果更符合实验数据。     

核Drell-Yan过程中夸克的能量损失

借助2种典型的处理夸克能量损失的方法,利用拟合深度非弹性散射实验数据得到的束缚核子中的部分子分布函数,分别计算了核Drell-Yan过程中的微分截面比随运动学变量x1的变化,并与费米实验室E866组的实验结果进行比较.比较结果一方面验证了核Drell-Yan过程中能量损失效应的存在,另一方面也说明了不同的处理夸克能量损失的方法对计算结果的影响.     

高能e-ē碰撞中双光子湮没贡献的几点注释

用Regge极点和夸克部分子模型,分别估算了高能e-e碰撞双光子湮没过程中的总截面σ_(ee)→(eeX),其数值很接近,E_(CM)>3GeV,则超过单光子湮没截面σ_(ee)→X。另外,当ee极高能量(例如E_(CM)=200GeV)时,双光子碰撞将出现强作用大横动量现象。计算了P_T>10GeV的积分截面,发现它几乎为σ_(ee)→X的3倍,表明极高能量时,实验可测的主要是双光子湮没的贡献。     

K介子部分子分布函数的研究

核子和介子中的部分子分布函数是描述其性质的基本物理量,但不同研究小组给出的分布函数并不一致.从最简单的价夸克模型出发,提出了在某一低动量标度(Q~2)下,K介子完全由价夸克组成,胶子和海夸克都是通过量子色动力学(Quantum Chromodynamics,QCD)辐射产生.根据一个考虑了部分子间重组效应的演化方程一Modified DokshitzerGribov-Lipatov-Altarelli-Parisi(MD-DGLAP)方程和相应的实验数据,给出了K介子的初始价夸克分布函数,对高动量标度下的部分子分布进行了预言,并与其他模型进行了比较分析.     

标量轻子夸克和稀有衰变Λ_b→Λl~+~l-（英文）

考虑到电弱精确测量数据对标量轻子夸克(SLQ)自由参数的限制,研究此类新粒子对稀有衰变Λ_b→Λl~+l~-(l=e,μ和τ)的量子修正.我们的计算结果表明:由于当前实验数据对参数|λ~(31λ)~(21)*|/M_(LQ)~2的限制是非常小,SLQ对Λ_b→Λe~+e~-衰变过程的贡献很大.如果在不久的将来,分支比Br(Λ_b→Λμ~+μ~-)在LHCb上可以得到更精确的测量,那么SLQ的间接信号就可能通过此衰变在LHCb上观测到.     

高能Au+Au、Pb+Pb和In+In碰撞产生的大不变质量双轻子

利用部分子模型,计算了高能重离子碰撞的大不变质量双轻子产生.分析了双轻子产生的Drell-Yan过程的领头阶贡献和次领头阶(夸克-胶子康普顿散射、夸克-反夸克湮灭过程)贡献.数值计算结果能够较好地解释RHIC能区Au+Au 200A GeV碰撞和SPS能区Pb+Pb、In+In 158A GeV碰撞产生的大不变质量双轻子实验结果,验证了Drell-Yan过程在不变质量M4 GeV区域的主导作用.     

核子中部分子分布函数的研究

通过对几个著名小组GJR,MSTW和CTEQ的领头阶部分子分布函数进行仔细分析和比较,包括分析在不同动量标度下它们的价夸克、海夸克和胶子的分布函数以及各种部分子所占有的质子总动量,发现在小x区域,不同研究小组的胶子和海夸克的分布函数差别非常明显,说明人们对它们的认识还远未清晰.通过计算分析高扭度效应对部分子分布函数的影响,发现遮蔽效应使小x和中x区域的扭度-4的胶子和海夸克的分布函数略小于扭度-2的分布函数,反遮蔽效应使x≥2区域的扭度-4的胶子和海夸克分布函数大于相应的扭度-2的分布函数.最后,从数值计算角度验证了MD-DGLAP演化方程是符合动量守恒定律的.