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!