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我校物科院朱瑞林副教授与华中科大等高校专家合作在新强子谱领域取得重要进展

近日,《物理评论D(快报)》(Physical Review D (Letter))在线刊发了我校物理科学与技术学院朱瑞林副教授与华中科大等高校专家合作的题为《寻找Ξbc重子的单举方案》(Inclusive approach to hunt for the beauty-charmed baryonsΞbc)的论(lun)文(wen)(wen)。华中(zhong)科ꦓ(ke)技大(da)学(xue)秦溱副教(jiao)授(shou)(shou)为论(lun)文(wen)(wen)第一作者,南(nan)京(jing)师范大(da)学(xue)朱瑞林副教(jiao)授(shou)(shou)与德国(guo)波恩(en)大(da)学(xue)施瑀基博士(shi)、华中(zhong)科(ke)技大(da)学(xue)秦溱副教(jiao)授(shou)(shou)为论(lun)文(wen)(wen)共同(tong)通讯作者,上海交(jiao)通大(da)学(xue)王(wang)伟(wei)教(jiao)授(shou)(shou)、兰州大(da)学(xue)于福升(sheng)教(jiao)授(shou)(shou)和(he)华中(zhong)科(ke)技大(da)学(xue)博士(shi)生杨国(guo)贺参与了相关工(gong)作。

坐落在瑞士与法国边境的大型强子对撞机LHC在2012年发现上帝粒子——希格斯玻色子,并因此变得广为人知。事实上LHC同时也是新强子搜寻的利器,比如2015年发现世界上首个五夸克态Pc,2017年发现首个双粲重子Ξcc。这些新强子的发现具有重要意义,类比于化学元素周期表,如图1列出一个强子周期表,可见Pc和Ξcc分别开启了一个新的周期和新的主族。而Ξbc则(ze)是LHC下一(yi)步(bu)寻找(zhao)的(de)(de)重要目标(biao),它(ta)的(de)(de)发现将再次开启一(yi)个(ge)新的(de)(de)强子主(zhu)族。此外,它(ta)有着与所有已知强子不同的(de)(de)结构,它(ta)包(bao)含两个(ge)重夸(kua)(kua)克b、c以(yi)及一(yi)个(g📖e)轻(qing)夸(kua)(kua)克,b、c夸(kua)(kua)克形(xing)成一(yi)个(ge)类(lei)似天文(wen)学中的(de)(de)双星系统,而轻(qing)夸(kua)(kua)克则(ze)类(lei)似一(yi)个(ge)绕转的(de)(de)行(xing)星,这样的(de)(de)独特(te)结构将为强相互作用(yong)的(de)(de)研究提供全🍨新的(de)(de)平台。

在过去的几年中,LHC已经多次尝试寻找Ξbc,但一直未有所获。朱瑞林与合作者发现通过遍举衰变来寻找新粒子的传统方案对于Ξbc存在着很大困难。因为Ξbc包含一个b夸克,它衰变到任何一个特定遍举末态的概率都极低,这造成遍举方案的重建效率极低。为了克服此困难,朱瑞林与华中科大等高校专家合作,创新性地提出利用单举衰变来寻找Ξbc。该单举方案涉及的具体衰变过程是Ξbc衰变到Ξcc以及其他所有可能的粒子Ξbc→ Ξcc+X,如图2所示,此过程最有利的特征是Ξbc产生后在探测器中将飞行一段距离再进行衰变,这样就形成一个偏离主对撞顶点的Ξcc,而Ξbc是此现象的唯一主要来源。因此,搜寻到偏离主对撞顶点的Ξcc,便发现了Ξbc重子。这(zhei)与天文观测中通过天王(wa💫ng)(wang)星(xing)摄动发现海王(wang)(wang)星(xing)有异曲同(tong)工之妙。

基于量子色动力学的有效理论和重夸克对称性,团队发展了重双夸克有效理论,并由此对Ξbc→ Ξcc+X衰变过程的发生概率进行了理论计算。计算结果表明,该过程的衰变分支比大概在10%,比遍举衰变过程大几个数量级。考虑Ξbc在LHC上的产生效率以及Ξcc的探测效率后,可以估算LHC到第三期运行结束,将能够通过此单举衰变道收集大约300个Ξbc重子。因此可以预见,LHC将有很大希望通过此单举方案发现Ξbc重子,届时将是新强子谱领(ling)域(yu)的又一个(ge)里程碑。

已经,四夸克态、五夸克态和双粲重子的得知均由全国科学实验家主要,在新强子谱行业领域全国显然出于社会精英型话语权,该岗位将随着相应话语权拥有进十步不断深化。 相关做工作刷快了各国必然科学的课货币股权基金、深圳省必然科学的课货币股权基金、上海师范本科大学“青年人拔尖人力”等投资项目捐资助学。 文章网页链接:http://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.105.L031902 华东信息技术学校新闻报导下载链接:http://phys.hust.edu.cn/info/1211/6953.htm

图1:强子时间段公式表。有差异 时间段公式强子涉及到夸克和反夸克数有差异 ,有差异 主族强子涉及到夸克异味有差异 。

天博综合app官网登录:图2.Ξbc重子(zi)在(zai)LHC上(shang)产生和单举衰(shuai)变示意(yi)图(tu)。

  • 更新时间
    2023年04月22日 16:37
  • 阅读量
  • 供稿
    物科院
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