Top夸克物理及其相關物理問題的研究

《Top夸克物理及其相關物理問題的研究》是依託山東大學，由司宗國擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：Top夸克物理及其相關物理問題的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：司宗國
• 依託單位：山東大學

中文摘要

隨著LHC的正式運行，精確檢驗標準模型、尋找新物理的研究進入黃金時期。Top夸克在檢驗標準模型、在幾百GeV能量標度附近尋找標準模型之外的新物理效應等方面起著非常重要的作用。對top 夸克的性質、Higgs粒子和標準模型之外的新粒子產生等方面進行深入細緻的研究是本項目的主要任務。本項目將著重於：1.與實驗組密切聯繫，深入研究Top夸克的自旋效應，並對Top夸克的電荷不對稱性進行深入研究；2.在LHC上研究新物理對Top 夸克性質的影響，尋找新物理信號；3.研究LHC上可能產生的與中微子質量起源有關的現象，探索中微子質量起源機制；4. 研究標準模型之外新粒子在LHC上產生的可能信號，尋找新物理產生的信號。

結題摘要

top夸克是目前已知的最重的基本粒子，其質量接近電弱對稱破缺的標度，它與Higgs粒子的Yukawa相互作用常數接近於一，研究top夸克與Higgs粒子的相互作用有助於揭示電弱對稱破缺機制；同時top夸克壽命極短，其性質（如自旋效應等）不會受到強子化過程的影響，可以進行精確的理論計算，且可在實驗上直接進行精確測量，因此對top夸克物理及其相關物理問題進行深入研究，有助於精確檢驗標準模型、尋找標準模型之外的新物理信號。 本項目主要包括以下內容：深入研究top夸克的自旋效應，以便精確檢驗標準模型、尋找新物理存在的可能信號；在LHC上研究新物理對Top 夸克性質的影響，尋找新物理信號；研究LHC上可能產生的與中微子質量起源有關的現象，探索中微子質量起源機制；研究標準模型之外新粒子在LHC上產生的可能信號，尋找新物理產生的信號，等。 我們較好地完成了該項目的預定研究目標，在LHC上top夸克對產生和衰變過程的自旋效應、top夸克和Higgs粒子的相互作用、W’和Z’等規範粒子的尋找、與中微子質量起源機制有關的B介子稀有衰變過程等方面取得了一系列研究成果，先後有十四篇學術論文發表在Phys.Rev.D、Phys. Lett.B、JHEP和Nucl. Phys. B等國際著名學術期刊上。我們完成的與top夸克物理相關的工作，得到LHC上ATLAS和CMS的國際實驗合作組的重視：CMS和ATLAS實驗組分別測量了我們預言的LHC上來自誇克對衰變的兩個帶電輕子之間的方位角關聯以及夸克對之間的自旋關聯效應，他們測量的實驗結果與我們給出的Top夸克對之間存在自旋關聯時的理論預言一致，證明了Top夸克可以看作是“自由夸克”；ATLAS實驗組邀請我們作為Short Term Association參與LHC上8TeV下Top夸克對之間自旋關聯的測量，這一工作已完成。此外，我們正與相關實驗組展開密切交流與合作，對本項目中完成的其它工作進行深入研究，以便對標準模型進行精確檢驗、尋找標準模型之外的新物理信號。