强子对撞机上中性top-pion介子产生过程(pp(p)→Π_t~0Π_t~0,bΠ_t~0)的研究

描述电弱相互作用的电弱统一模型即Glashow-Weinberg-Salam(GWS)模型和描述强作用的量子色动力学(QCD)组成了粒子物理学中的标准模型(SM).迄今为止,它是大家普遍承认的最好的描述弱、电、强3种相互作用的理论,大量实验成功地验证了这一模型.但是,其电弱理论中为产生电弱对称性破缺而引入的Higgs粒子,至今仍未在高能物理实验中发现,电弱对称性破缺(EWSB)机制还不清楚.因此,人们认为:电弱对称性破缺机制问题很可能涉及超出标准模型的新物理,并为最终解决质量起源问题提供线索.这个问题是当前粒子物理中最重要的问题之一,也是当前和未来…     

标准模型与超出标准模型的物理学

20世纪60年代末在非阿贝尔规范理论框架下建立起来的基本粒子的标准模型，成功地描述了强相互作用和电弱相互作用，广泛地被用来处理粒子物理的各种实验现象。但是由于它有太多的参量，以及不能很好地解决很多重要的问题，人们普遍认为它并不是一个粒子物理的终极理论。因此寻找超出标准模型的新物理就成为21世纪粒子物理学家迫切的任务。     

强子对撞机上中性top-pion介子产生过程(pp(pp-)→Π0tΠ0t,bΠ0t)的研究

描述电弱相互作用的电弱统一模型即Glashow-Weinberg-Salam( GWS)模型和描述强作用的量子色动力学(QCD)组成了粒子物理学中的标准模型(SM).迄今为止,它是大家普遍承认的最好的描述弱、电、强3种相互作用的理论,大量实验成功地验证了这一模型.但是,其电弱理论中为产生电弱对称性破缺而引入的Higgs粒子,至今仍未在高能物理实验中发现,电弱对称性破缺(EWSB)机制还不清楚.因此,人们认为:电弱对称性破缺机制问题很可能涉及超出标准模型的新物理,并为最终解决质量起源问题提供线索.这个问题是当前粒子物理中最重要的问题之一,也是当前和未来高能对撞机,尤其是强子对撞机的重要研究内容之一.     

原子核协变密度泛函理论及其应用专辑·编者按

正原子核是由质子和中子组成的强相互作用有限量子多体系统.由于核子-核子之间的短程强排斥相互作用、自旋和同位旋自由度,以及求解多体问题的困难,至今尚无一个能够统一描述所有原子核结构的理论模型.密度泛函理论被广泛应用在物理、化学、材料等领域,是最成功的多体理论之一.经过近半个世纪的努力,核物理学家成功地将密度泛函理论推广用于描述原子核这一独特自束缚多体系统.由于在描述原子核诸多性质方面取得的成功,密度泛函理论被广泛认为是统一描述所有原子核结构的候选"标准模型".     

TC2模型中顶夸克的稀有衰变

虽然粒子物理的标准模型 (SM )已被大量的精确试验所验证 ,但是它不能解释电弱对称性破缺问题 ,而且由于Higgs场的引入 ,导致了理论的“平庸性”和“不自然性”等问题 .为了解决SM存在的上述问题 ,人们提出了一些超出标准模型的理论 (通称新物理 ) ,人工色technicolor(TC)理论是新物理中具有代表性的一类理论 ,它去掉了基本的Higgs场 ,引入了一种类QCD的强相互作用 (TC)力 .在Λ～ 1TeV标度 ,TC相互作用实现了电弱对称性动力学破缺 .这类理论预言了一些新的、有质量的规范玻色子和赝标哥尔斯通粒子的存在 .多年来 ,人们通过对TC理论…     

γγ对撞机上中性Toppion介子的产生

在标准模型 (SM )中 ,人们预言存在一种基本的标量粒子 :Higgs粒子 ,利用Higgs场的对称性自发破缺机制使规范粒子获得质量 ,并利用汤川耦合方式使费米子获得质量 .但是 ,至今SM所预言的Higgs粒子在实验上还没有找到 .另外 ,SM中的Higgs部分还将导致理论的“平庸性”和“不自然性”等问题 .因此 ,目前多数理论物理学家深信 ,在更高的能标下 ,SM所描述的相互作用规律和粒子性质可能不再完全正确 ,会有新的相互作用和物理现象出现 ,SM只是某种更基本理论的低能有效形式 ,可能存在超出SM的理论 (通称新物理 ) .一些物理学家提出了电弱对…     

探索暗物质属性——新物理的突破口

 在过去的几十年,人类对于整个宇宙的认识取得了辉煌的成就。逐渐累积的大量天文观测数据表明了大量暗物质的存在。我们的宇宙中,已知的基本粒子只占整个宇宙的不到5%,约25%是不发光的通过引力效应观测到的暗物质。但暗物质的属性是什么仍然是个未解之迷。描述微观粒子相互作用和运行规律的粒子物理标准模型取得了巨大的成功,然而粒子物理标准模型里却没有暗物质粒子的候选者。对暗物质的研究将极有可能孕育出新物理的重大发现,对于未来的基础科学发展具有重要的影响。正因为如此,目前世界各国都非常重视对暗物质属性的研究。我国在《国家中长期科学技术发展规划纲要》《国家"十一五"基础研究发展规划》等发展规划中也都把暗物质问题列为重要的科学前沿问题。科技部、中国科学院、教育部、国家自然科学基金委员会等相关部门都对暗物质的探测和研究给予了高度关注和重视。     

粒子物理标准模型引论第二版

粒子物理研究能量低于2TeV的体系,即轻子和夸克等基本粒子之间的弱、电磁和强相互作用。本书以简明、易懂的方式介绍了粒子物理的标准模型,对强相互作用的理论发展、物质-反物质不对称性以及中微子物理的进展进行了评述。自本书第一版出版的8年以来,粒子物理标准模型的最主要进展认为：     

夸克世界中一个多彩色的发现 --2004年度诺贝尔物理学奖评述

2004年诺贝尔物理学奖授予美国科学家戴维·格罗斯(David J.Gross)、戴维·波利策(H.David Politzer)和弗兰克·维尔切克(Frank Wilczek),以表彰他们对粒子物理的强相互作用理论中的"渐近自由"现象的发现.渐近自由理论不仅解释了为什么夸克在高能状态下有近乎自由粒子的行为,而且也是对粒子物理的标准模型的一个重要贡献.     

强相互作用量子色动力学的渐近自由--2004年诺贝尔物理奖成果简介

美国的戴维·格罗斯(David J.Gros s)、戴维·玻利泽(H.David Politzer)、弗兰克·维里茨克(Frank Wil czek)3位理论物理学家因为揭示出了强相互作用的"渐近自由"特性和这一特性被后来实验所证实,获得了2004年度的诺贝尔物理奖.按历史顺序,简要回顾了强相互作用理论--量子色动力学建立的基本"要素".介绍了理论上如何得出强相互作用"渐近自由"和"渐近自由"的含义.引述了实验检验理论上的渐近自由最典型和最新的情况,展示了强相互作用渐近自由的高度正确性.介绍了基于渐近自由的微扰量子色动力学的要领.指出渐近自由的发现和证实,是确立量子色动力学为描述强相互作用的正确理论的重要依据,同时列举了当前量子色动力学的"色禁闭"等一些前沿问题.渐近自由的发现和证实深刻地影响了粒子物理,如量子色动力学成了标准模型的重要组成部分和导致电、弱、强相互作用的统一理论的研究等.     

夸克组合模型及其在重离子碰撞中的应用

20世纪70年代,由Glashow、Weinberg、Salam提出的弱电统一理论和量子色动力学一起构成了粒子物理中的标准模型,它是现阶段描述基本粒子最成功的理论.但是标准模型理论也有其不完善之处.所以人们仍需要不断的对标准模型物理进行检验和发展.夸克组合模型是描述强子化过程较为成功的理论模型之一,本文主要介绍了夸克组合模型特别是夸克组合律的原理和应用,以及如何用蒙特卡罗方法通过程序实现组合机制下模拟RHIC反应.     

原子核模型的几个问题

引言核结构是核物理的中心问题。但至今对核子的相互作用(即核力)尚未完全阐明;因此,从核力的基本理论出发描述核结构,目前还很困难。长期以来,人们提出一系列模型直观地研究原子核已取得了一定成功,它们都从不同角度上反映了核的结构。本文旨在计论壳模型和集体模型,即基于原子核的单粒子模型、考虑自旋轨道强耦合、利用微扰     

统一、超对称、超弦理论与“万物至理”

基于弱电统一和QCD的标准模型是非常成功的,但仍留下很多未回答的问题。大统一理论把强、弱电相互作用统一在一个规范理论中,但不能统一引力。超弦理论是引力和规范相互作用唯一相容的理论,能描述我们所知的全部物理、是描述自然的万物至理。     

强子对撞机上中性top—pion介子产生过程（pp（pp）→Ⅱt^0Ⅱt^0，bⅡt^0）的研究

描述电弱相互作用的电弱统一模型即Glashow—Weinberg—Salam（GWS）模型和描述强作用的量子色动力学（QCD）组成了粒子物理学中的标准模型（SM）．迄今为止，它是大家普遍承认的最好的描述弱、电、强3种相互作用的理论，大量实验成功地验证了这一模型．但是，其电弱理论中为产生电弱对称性破缺而引入的Higgs粒子，至今仍未在高能物理实验中发现，电弱对称性破缺（EWSB）机制还不清楚．     

电弱规范玻色子反常相互作用的有效拉氏量描述

电弱规范玻色子之间的反常相互作用对于进一步检验标准模型和寻找超出标准模型的新物理信号都具有重要意义.首先详细推导了粒子物理标准模型中电弱规范玻色子自相互作用的显示形式,然后在介绍探索新物理的有效拉氏量方法基础上,用有效拉氏量方法给出了电弱规范玻色子间反常相互作用的具体形式.根据洛仑兹结构的不同,这些反常相互作用被分成3类:(1)只含Higgs场协变微商的项;(2)同时含Higgs场协变微商和规范场强张量的项;(3)只含规范场强张量的项.     

标量粒子在中性介子混合中的效应

中性粒子混合提供了寻找超出粒子物理标准模型的新物理的理想场所. 讨论一种包含很重的标量粒子的新物理模型. 标量粒子与标准模型的夸克相互作用,可导致味道改变的中性流过程,从而产生中性粒子之间的震荡. 讨论了标量粒子在中性介子混合中的效应,根据实验数据对于新模型中的参数,如标量粒子的质量和耦合常数给出了限制.     

H粒子的结构

在手征SU(3)夸克模型中,用夸克与标量介子九重态和赝标介子九重态场的耦合来描述中长程相互作用,用单胶子交换来描述短程相互作用.推广的手征SU(3)夸克模型是在原来手征SU(3)夸克模型的基础上进一步引入了夸克和矢量介子九重态场的耦合,主要由矢量介子交换来描述短程相互作用.笔者利用手征SU(3)夸克模型和推广手征SU(3)夸克模型,在两集团组态下研究了H粒子的结构.结果表明, NΞ和∑∑耦合道对H粒子提供比较大的吸引相互作用,两集团之间的夸克交换效应也提供吸引相互作用,它们都有助于H粒子束缚态的形成.另外,通过和手征SU(3)夸克模型的结果比较,发现两种不同的短程相互作用机制对H粒子定性的描述是一致的.     

LHC上希格斯与味物理实验进展

希格斯场是标准模型中电弱对称性自发破缺的核心,通过与基本粒子的相互作用直接赋予质量,构建了粒子质量来源的机制.与希格斯相互作用的夸克质量本征态和参与弱相互作用的夸克味道本征态不重合使得不同代的夸克发生混合,即CKM机制,是目前唯一确定的CP破坏来源,但所提供的CP破坏远不足以解释宇宙正反物质不对称性.因此,在实验上对希格斯粒子和CKM矩阵进行精确测量以及寻找新的CP破坏来源是精确检验标准模型、寻找新物理的主要途径之一.正值希格斯粒子发现十周年,本文将介绍标准模型希格斯粒子以及味物理中CKM矩阵参数特别是相角测量在大型强子对撞机LHC实验上的最新进展,回顾北京大学高能物理研究团队在希格斯粒子及味物理实验方面的工作,献礼北京大学物理学科百十周年.     

超对称与弦理论超出标准模型

过去的30年,粒子物理实验和理论研究取得了辉煌的成就。标准模型把强、弱、电三种基本相互作用统一起来,而且接受了无数精确的实验检验。天体物理学和宇宙学有了许多重要的新发现。而随着欧洲核子中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）的即将建成,人们对于未来10年充满了期待。特别是寻找神秘的希格勒粒子,探索超出标准模型的新物理,引起了人们强烈的兴趣。正因为如此,本书的适时出版,受到了广泛的关注。     

2021年粒子物理学热点回眸

粒子物理学是研究微观物质基本组成及其相互作用的前沿基础学科.聚焦粒子物理领域的几大研究热点方向——暗物质物理、中微子及粒子天体物理、缪子反常磁矩、重味物理与强子物理、希格斯物理与电弱物理及其他超标准模型新物理现象寻找,回顾了2021年粒子物理领域所取得的重要进展,并对相关方向的未来研究前景及未来大科学工程计划作了初步的...