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科学研究
科研成果
冒亚军、李强课题组在三W玻色子共振态及多夸克喷注研究领域取得重要进展
发布日期:2022-07-11 浏览次数:
  供稿:技术物理系  |   编辑:孙嘉琪   |   审核:李强

tyc澳门太阳集团城网址技术物理系、核物理与核技术国家重点实验室高能物理CMS团队冒亚军教授、李强研究员课题组,对三W玻色子共振态进行了世界首次探寻,相关研究成果于2022年7月6日以“在13TeV质子—质子对撞中寻找衰变到三个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质子—质子对撞中通过强子末态寻找衰变到三个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)为题的两篇文章,同时发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)和《物理评论D》(Physical Review D)。

万维网WWW,是欧洲核子研究中心(CERN)的高能物理学家们为了探索未知的粒子世界提出并且实现的。在高能物理中,WWW也可表示三个W玻色子。在粒子物理的标准模型中,W玻色子、Z玻色子、光子和胶子等四种自旋为1的规范玻色子是传递相互作用的基本粒子。其中,重质量的W和Z玻色子传递短程的弱相互作用。寻找超出标准模型的新物理是粒子物理学的最重要的目标,也是CERN的大型强子对撞机(large hadron collider, LHC)的重大课题。长期以来,通过二体末态寻找新粒子包括双玻色子共振态,是高能对撞机上寻找新物理的重要途径。然而,新物理的事例特征可能具有更复杂的拓扑结构,例如,近期特殊的额外维度模型提出寻找三玻色子共振态的必要性。从二体到三体的拓展,可以进一步挖掘LHC的物理潜力。

tyc澳门太阳集团城网址技术物理系、核物理与核技术国家重点实验室高能物理团队冒亚军教授、李强研究员课题组,利用CERN的大型强子对撞机的紧凑缪子线圈(compact muon solenoid, CMS)探测器实验所收集的13 TeV质子—质子对撞数据,在世界上首次实现了三W玻色子共振态的寻找、开发了3夸克和4夸克特征喷注的鉴别及校准技术。此项研究开拓了新物理寻找的新航线。

三W玻色子共振态的典型衰变示意图

(左图为三个分离较开的W玻色子;右图为一个分离的W玻色子和两个合拢的W玻色子,其中后者形成复杂的3夸克和4夸克喷注。)

相关研究成果于2022年7月6日以两篇文章同时发表于《物理评论快报》及《物理评论D》。冒亚军和李强课题组在CMS国际合作组提出并领导了这两项工作,tyc澳门太阳集团城网址博士后A.Agapitos及tyc澳门太阳集团城网址2016级博士研究生吕旭东担当分析负责人,A.Agapitos、吕旭东和tyc澳门太阳集团城网址2016级博士研究生陈城在CMS合作组内作了预审核及审核报告。

上述研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等大力支持。


论文原文链接:

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.021802

https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.106.012002