在粒子物理的标准模型中,光子、W玻色子、Z玻色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,无质量的光子传递长程的电磁相互作用,而重质量的W和Z玻色子传递短程的弱相互作用;由于W玻色子带电,光子可以与其发生直接相互作用。
在对撞机上用于碰撞的粒子通常是电子或质子。直接研究玻色子的相互作用并非易事,多个玻色子反应的物理特征需要通过费米子湮灭或辐射玻色子等方法实现。W玻色子与光子的联合产生过程包括直接产生和散射产生,二者都是对撞机物理的基本过程(其示意费曼图如下图所示)。其中,W玻色子与光子的直接产生涉及WWγ三玻色子作用顶点,而W玻色子与光子的散射产生涉及WWγγ四规范玻色子顶点。对W与光子联合产生的多玻色子过程展开研究,对深入检验标准模型、探测杨-米尔斯非阿贝尔相互作用,以及揭示可能的新物理迹象具有重要意义。
W玻色子与光子直接产生的示意费曼图
W玻色子和散射产生的示意费曼图
北京大学物理学院技术物理系、核物理与核技术国家重点实验室李强研究员课题组利用欧洲核子研究中心大型强子对撞机(large hadron collider, LHC)上紧凑缪子线圈(compact muon solenoid, CMS)探测器实验所收集的13 TeV质子-质子对撞数据,对W玻色子与光子的直接产生和散射产生进行精细探测,一方面,首次得到13 TeV对撞能量下W玻色子与光子直接产生过程的反应截面,测量精度达到4.5%,同时也对6维有效理论的相关耦合系数给出了世界最严格的限制;另一方面,在5倍标准偏差水平下,首次观测到W玻色子与光子的散射过程,对8维反常四规范玻色子耦合给出了世界最严格的限制。
2021年6月25日,相关研究成果以“Measurement of Wγ production cross section in proton-proton collisions at sqrt(s)=13TeV and constraints on effective field theory coefficients(在13 TeV质子-质子对撞中W玻色子与光子产生截面测量及对有效理论系数的限制)”为题,发表于Physical Review Letters(《物理评论快报》);按照高能物理学界的惯例,论文由CMS实验国际合作组全体成员依姓氏英文字母顺序共同署名。此前,合作组曾在2020年12月10日于Physics Letters B(《物理学快报B》)发表了题为“Observation of electroweak production of Wγ with two jets in proton-proton collisions at sqrt(s)= 13TeV(在13 TeV质子-质子对撞中观测到伴随两个喷注W玻色子与光子的电弱产生)”的研究成果。
李强课题组在该系列工作中发挥了主导作用。其中,李强担任分析协调人;北京大学物理学院2017级博士研究生肖杰和2015级博士研究生黄迁明分别就上述两项工作向合作组作了审核报告(Approval of SMP-19-002/008);北京大学博士后Andrew Levin 、2020届博士毕业生卢梦(现为中山大学博士后)和2017级博士研究生安莹也作出重要贡献。
上述工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国博士后科学基金等支持。
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
物理学院李强课题组在多玻色子物理研究领域取得重要进展
本站小编 Free考研考试/2021-12-20
相关话题/光子 物理 过程 北京大学 博士后
北京大学黄晓军团队揭示移植后血小板延迟植入的新机制
2021年6月18日,国家血液系统疾病临床医学研究中心、北京大学人民医院、北京大学血液病研究所黄晓军教授及孔圆研究员共同通讯在SignalTransductionandTargetedTherapy(IF=13.493)在线发表了题为“M2macrophages,butnotM1macrophage ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-20物理学院贾爽课题组与合作者发现调控笼目磁体陈数能隙新机制
探索具有电子关联作用的拓扑量子材料一直是凝聚态物理研究的前沿领域之一。理论学家预测,具有Kane-Mele自旋轨道耦合和面外铁磁性的笼目晶格(KagomeLattice)有望实现包括高温本征量子反常霍尔效应在内的多种新奇拓扑物态。2020年,北京大学物理学院量子材料科学中心贾爽长聘副教授等人发现首个 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-20物理学院杜瑞瑞课题组与合作者首次观察到拓扑边缘态的库仑拖曳效应
库仑拖曳是介观电子系统中的一种量子效应。由于电子-电子相互作用,一维导体中的电流i会引起邻近平行的一维导体两端产生电压Vd,其拖曳电阻Rd=Vd/i的符号、幅度及随温度的变化情况将直接反映一维导体的特性。因此,对库仑拖曳的观察是了解奇异一维电子系统(例如Luttinger液体)物理的重要窗口。最近, ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-20北京大学魏文胜课题组在Nature Biotechnology 发文报道基于碱基编辑的新型高通量功能性筛选方法
2021年6月21日,北京大学生物医学前沿创新中心、北京未来基因诊断高精尖创新中心魏文胜课题组在NatureBiotechnology在线发表题为“Genome-wideinterrogationofgenefunctionsthroughbaseeditorscreensempoweredbyba ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-20物理学院马文君、颜学庆在强激光驱动的超重离子加速及诊断研究中取得重要进展
近日,北京大学物理学院、核物理与核技术国家重点实验室马文君研究员、颜学庆教授与韩国基础科学研究院IlWooChoi研究员、ChangHeeNam教授等合作,在强激光驱动的超重离子加速及诊断研究中取得重要进展。激光离子加速器的加速场强比传统加速器高三个量级以上,具有源尺寸小、脉宽短、束流密度高等优势, ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-20物理学院量子材料科学中心江颖教授等在《自然·综述·方法导论》发表扫描探针显微术领域综述论文
近日,应《自然·综述·方法导论》邀请,北京大学物理学院量子材料科学中心、轻元素先进材料研究中心江颖教授联合瑞士巴塞尔大学ChristophGerber教授(原子力显微镜发明者之一)、韩国基础科学研究院量子纳米科学中心主任AndreasHeinrich教授、瑞士苏黎世联邦理工大学DanielMülle ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-20地空学院马坚伟论文在Reviews of Geophysics发文报道深度学习在地球物理中的应用
近日,地球与空间科学学院马坚伟教授作为通讯作者在ReviewsofGeophysics发表关于深度学习在地球物理中的应用的综述论文“DeepLearningforGeophysics:CurrentandFutureTrends”(SiweiYu,JianweiMa,DeepLearningforG ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-20物理学院高鹏课题组发现钛酸锶的室温反铁畸变相
钛酸锶(SrTiO3)是氧化物领域里最常用的衬底材料之一,由于其铁电序和反铁畸变(AFD)序等多种模式相互竞争,因此具有非常丰富的物理性质。其中,SrTiO3中的AFD相具备直接带隙,被认为很可能是其蓝光发射和低温下巨大光电导率的物理起源。因此,设计产生和调控SrTiO3的AFD相是在量子顺电体Sr ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-20物理学院胡晓东教授课题组与合作者实现首个异质衬底侧向外延的氮化镓基功率电子器件
氮化镓(GaN)材料所具有的宽禁带、高临界电场强度和高电子饱和速度,使之成为功率开关器件的理想之选。GaN基功率器件凭借其耐高温、耐高压、高频和低损耗等特性大大提升电力器件集成度,简化了电路设计和散热支持,具有重要的价值和广泛的应用。然而,在GaN基电子器件中实现高耐压性能,有赖于极低的贯穿位错密度 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-20物理学院孙栋课题组在第二类外尔半金属钽铱碲各向异性响应动态演化过程研究中取得重要进展
第二类外尔半金属钽铱碲因其贝里曲率引起的位移电流增强,在中红外波段响应度大幅提高,具备极高的光电探测应用潜力;同时,各向异性的晶体结构使其具有各向异性的光学及电学性质,成为未来新型及高性能电子、光电器件的理想材料。通过研究钽铱碲光激发热载流子的动态演化过程,可以为材料在强场条件下的应用提供理论基础。 ...北京大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-12-20