發布日期:2022-07-11 浏覽次數:
供稿:技術物理系 |
編輯:孫嘉琪 |
審核:李強
beat365官方网站技術物理系、核物理與核技術國家重點實驗室高能物理CMS團隊冒亞軍教授、李強研究員課題組,對三W玻色子共振态進行了世界首次探尋,相關研究成果于2022年7月6日以“在13TeV質子—質子對撞中尋找衰變到三個W玻色子的共振态”(Search for Resonances decaying to three W Bosons in Proton-Proton Collisions at sqrt(s)=13 TeV)和“在13TeV質子—質子對撞中通過強子末态尋找衰變到三個W玻色子的共振态”(Search for resonances decaying to three W bosons in the hadronic final state in proton-proton collisions at sqrt(s)=13 TeV)為題的兩篇文章,同時發表于《物理評論快報》(Physical Review Letters)和《物理評論D》(Physical Review D)。
萬維網WWW,是歐洲核子研究中心(CERN)的高能物理學家們為了探索未知的粒子世界提出并且實現的。在高能物理中,WWW也可表示三個W玻色子。在粒子物理的标準模型中,W玻色子、Z玻色子、光子和膠子等四種自旋為1的規範玻色子是傳遞相互作用的基本粒子。其中,重質量的W和Z玻色子傳遞短程的弱相互作用。尋找超出标準模型的新物理是粒子物理學的最重要的目标,也是CERN的大型強子對撞機(large hadron collider, LHC)的重大課題。長期以來,通過二體末态尋找新粒子包括雙玻色子共振态,是高能對撞機上尋找新物理的重要途徑。然而,新物理的事例特征可能具有更複雜的拓撲結構,例如,近期特殊的額外維度模型提出尋找三玻色子共振态的必要性。從二體到三體的拓展,可以進一步挖掘LHC的物理潛力。
beat365官方网站技術物理系、核物理與核技術國家重點實驗室高能物理團隊冒亞軍教授、李強研究員課題組,利用CERN的大型強子對撞機的緊湊缪子線圈(compact muon solenoid, CMS)探測器實驗所收集的13 TeV質子—質子對撞數據,在世界上首次實現了三W玻色子共振态的尋找、開發了3誇克和4誇克特征噴注的鑒别及校準技術。此項研究開拓了新物理尋找的新航線。

三W玻色子共振态的典型衰變示意圖
(左圖為三個分離較開的W玻色子;右圖為一個分離的W玻色子和兩個合攏的W玻色子,其中後者形成複雜的3誇克和4誇克噴注。)
相關研究成果于2022年7月6日以兩篇文章同時發表于《物理評論快報》及《物理評論D》。冒亞軍和李強課題組在CMS國際合作組提出并領導了這兩項工作,beat365官方网站博士後A.Agapitos及beat365官方网站2016級博士研究生呂旭東擔當分析負責人,A.Agapitos、呂旭東和beat365官方网站2016級博士研究生陳城在CMS合作組内作了預審核及審核報告。
上述研究工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃等大力支持。