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我校LHCb课题组在Z玻色子产生机制的研究中取得重要进展

作者:ag亚洲游戏集团官网网址 时间:2022-08-26 点击数:

(通讯员 要娅楠)近日,我校LHCb课题组在Z玻色子产生机制的研究中取得了重要进展,主导完成的两项研究成果分别发表在国际权威期刊《物理评论快报》(Phys. Rev. Lett., https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.091801)和《高能物理杂志》(J. High Energy Phys., https://link.springer.com/article/10.1007/JHEP07(2022)026)。ag亚洲游戏集团官网网址尹航教授和博士生徐梦琳(目前在英国华威大学从事博士后研究)分别担任两篇论文的通讯作者。

Z玻色子是弱相互作用的传播粒子之一。深入研究质子-质子碰撞中Z玻色子的产生机制对在大型强子对撞机LHC上检验粒子物理标准模型和探索新的物理规律具有重要意义,是当前电弱物理研究的前沿课题。LHC上的底夸克探测器(LHCb)具有独特的前向几何接收度,对研究前向快度区域内的Z玻色子产生和极化机制发挥着不可替代的作用。但此区域的粒子密度极高,不利于信号重建和本底去除,给实验研究带来巨大挑战。

由物理学院谢跃红教授、尹航教授和张冬亮副教授等组成的LHCb研究团队近年来在重味物理和强子谱学的研究中取得了多项重要成果,包括Bs介子混合角的世界最精确测量双粲重子的发现,在电弱物理方面也有长期积累。在此次的研究中,课题组分析了LHCb实验在13 TeV质子-质子对撞能量下获取的大量数据,解决了探测器刻度、本底分析和效率修正等方面的一系列难题,通过对过程进行角度分析,精确测量了Z玻色子的极化参数(图1)。同时对前向区域Z玻色子的产生截面进行了迄今为止最精确的测量。这些研究成果可以帮助我们检验标准模型的一些重要理论预言,并为理解质子内部结构提供重要信息,特别是关于海夸克以及关于横动量相关的部分子分布函数的信息。经LHCb国际合作组遴选推荐,今年3-4月份《欧洲核子研究中心信报》 (CERN Courier,https://cerncourier.com/wp-content/uploads/2022/03/CERNCourier2022MarApr-digitaledition.pdf 19页)报道了这两项最新研究成果。

图:对Z玻色子极化参数的测量结果(黄色带子)和不同理论预言(彩色点)的对比。


以上研究工作得到了国家自然科学基金、国家人才计划项目、湖北省人才计划项目、ag亚洲游戏集团人才计划项目和中央高校基本科研业务费专项资金项目的支持。



(审读人:俞云伟)


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