粒子物理的标准模型课件.ppt

1、2022年6月15日星期三即将来临的粒子物理突破李淼 中国科学院理论物理研究所Institute of Theoretical Physics CAS 2012.02.222022年6月15日星期三什么是粒子物理学？研究物质基本组成部分的基本相互作用的学科。基本粒子的概念随着研究不断改变：质子和中子曾经被认为是基本粒子，现在不是了，夸克、轻子、光子等才是。2022年6月15日星期三粒子物理的标准模型：基本单元2022年6月15日星期三基本相互作用 1、电磁相互作用 2、弱相互作用3、强相互作用2022年6月15日星期三对称性与Higgs机制电磁相互作用的对称性：色动力学（一代）：2022年6月

2、15日星期三弱电相互作用：Higgs机制：Higgs作用量：2022年6月15日星期三Higgs势能：2022年6月15日星期三对称性破缺：Higgs场的三个分量成为W, Z的纵向分量。剩余的一个分量就是著名的Higgs粒子，中性。2022年6月15日星期三v2022年6月15日星期三Higgs的产生：2022年6月15日星期三Higgs探测：有很多办法探测Higgs，最重要的是双光子事件：2022年6月15日星期三 = 2还有很多其他道，如：2022年6月15日星期三大型强子对撞机：位置：2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三对撞机：2022年6月15日星期三2022年6月15

3、日星期三2022年6月15日星期三探测对称性破缺以及超出标准模型物理探测器：ATLAS:(A Toroidal LHC Apparatus)CMS:(Compact Muon Solenoid)2022年6月15日星期三ATLAS, 长46米，高25米，重七千吨 2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三CMS,长21.5米，高15米，重一万两千多吨 2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三2月8号结果：ATLAS 4 leptons2022年6月15日星期三2Z to4 muons2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三双光子道最为重要，ATLAS和CMS用

4、的量能器完全不同。ATLAS用液态氩:2022年6月15日星期三量能器2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三ATLAS综合结果2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三CMS 4轻子结果（无迹象）2022年6月15日星期三CMS光子量能器2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三CMS综合结果：2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三ATLAS和CMS的综合结果？三月。下面展示Philip Gibbs 非官方结果2022年6月15日星期三用2011年三分之一数据获得的结果

5、：2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三理论意义：125GeV Higgs正在标准模型的边界上。2009年12月有人预言，如果引力加标准模型之间其他什么也没有，Higgs质量必须是126GeV(Asymptotic safety of gravity and the Higgs boson mass. Mikhail Shaposhnikov, Christof Wetterich,. Dec 2009. 12pp. Published in Phys.Lett.B683:19

6、6-200,2010. )2022年6月15日星期三超对称更喜欢低质量的Higgsa 是squark A term 系数，如果a接近6，Higgs质量就接近125GeV。2022年6月15日星期三为了保证今年发现Higgs（甚至发现点别的），CERN计划：2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三多数理论家期待发现超对称什么是超对称？一种联系玻色子和费米子的对称性。该对称性保证动力学具有对称性，但没有对应的守恒量。2022年6月15日星期三直观：2022年6月15日星期三具体粒子谱：2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三超对称还能产生能够解释暗物质的粒子：最轻的中性超对

7、称粒子2022年6月15日星期三有人谣言说LHC上出现了stop的迹象，未得证实。希望2012是一个物理奇迹年！2022年6月15日星期三2022年6月15日星期三2nd generation: , Born: 1962 in Brookhaven National Lab &. CERN Partner: muon3rd generation: , Born: 2000 in Fermilab Partner: tauon1st generation: , Born: 1956 in South Carolina Partner: electronNeutrino family member

8、see2022年6月15日星期三Neutrino oscillation ()()*()2000 ,1,1,iiiiiiiiii E tpxiiii E tpxiiii E tpxtUtU eU eUAUUUeUPA2022年6月15日星期三Ref: OPERA, arXiv:1109.4897 hep-ex.2022年6月15日星期三OPERA neutrino experiment2022年6月15日星期三OPERA neutrino experiment2022年6月15日星期三OPERA neutrino experiment (blind analysis)2022年6月15日星期三

9、OPERA neutrino experiment (final result)2022年6月15日星期三Summary of neutrino velocity measurementsOPERA neutrino: apparently faster than lightSN 1987A neutrino: a bound broken by OPERAFermilab and MINOS: marginally consistent with either OPERA or SN 1987A2022年6月15日星期三需要别的中微子实验证实或证伪例如Fermilab的MINOSFermilab还有多项中微子实验计划，在今后10年到20年精确测量中微子振荡，甚至中微子质量。2022年6月15日星期三谢谢大家！