我校成功加入BESIII, Belle, BelleII国际高能物理合作组

作者: 时间:2013-07-09 点击数:

近期,澳门新萄京6692 cc-最大平台手机版网址在国内科研单位中,继北京大学、中国科学技术大学以及中国科学院高能物理研究所后第四个成为高能物理学国际大规模合作组Belle和BelleII国际合作组成员单位。加上近期加入的高能物理学国际大规模合作组BESIII国际合作组,我校已成为国内高能物理实验的一个重要平台。

高能物理又称粒子物理,是物理学的一个分支。它从微观的角度研究物质、能量、时间、空间的关联和本质。粒子物理是研究物质最深层次结构的前沿学科,借助于高能手段,深入物质内部,探索物质的结构,寻找其最小组元及其相互作用规律,寻求物质、能量、时间、空间的深刻内涵。利用人类所能够达到的超高能量来探究目前所能达到的最小尺寸的物理规律。高能物理实验是粒子物理发展的关键,其特点是多学科和技术的综合,涉及和用尽几乎所有最前沿的高技术,规模庞大、周期长且需要高资金的投入。由于高能量的加速器实验需要很多的先进技术和高资金的投入,近年来大型加速器的建造往往依赖于多个国家的合作,落座在日内瓦的预算高达近百亿美元的大型强子对撞机是国际合作非常典型的体现。因此高能物理实验论文都是以国际合作组的名义发表,由许多的科学家和单位署名。高能物理实验国际合作组是由来自不同国家和地区的数百甚至数千个科学家组成,这是高能物理实验学科的特点。

我校物理科学与核能工程学院于今年引进的第四批“青年千人”学者沈成平教授的研究方向正是高能物理实验,这为在我校开展高能物理实验研究提供了人才支持,而在我校进行高能物理实验的另一个必要基础就是成为国际高能物理合作组的成员。

在刚刚结束的在美国维吉尼亚理工大学召开的Belle和BelleII国际合作组年会上(通常称为B介子工厂和超级B介子工厂),我校沈成平教授以澳门新萄京6692 cc-最大平台手机版网址的身份分别在两个合作组年会上进行了澳门新萄京6692 cc-最大平台手机版网址申请加入合作组的报告,在申请报告中详细介绍了澳门新萄京6692 cc-最大平台手机版网址以及物理科学与核能工程学院的概况,将来加入合作组所承担的义务,利用合作组的高能物理实验数据所要进行的物理研究课题,高能物理团队的组成和将来的发展规模以及目前的基金支持情况。澳门新萄京6692 cc-最大平台手机版网址的申请加入合作组的报告受到了合作组成员的一致好评,报告结束以后,经合作组所有成员讨论,投票表决,合作组执行委员宣布澳门新萄京6692 cc-最大平台手机版网址成为新的Belle和BelleII国际合作组成员,合作组希望澳门新萄京6692 cc-最大平台手机版网址在加入以后,在软件、硬件以及物理分析方面做出全面的贡献,在合作组内体现出澳门新萄京6692 cc-最大平台手机版网址的显著作用。澳门新萄京6692 cc-最大平台手机版网址是在国内科研单位中继北京大学、中国科学技术大学以及中国科学院高能物理研究所后第四个加入Belle和BelleII国际合作组成员的单位。

Belle合作组在粒子物理研究中取得了一系列的成就,包括电荷-宇称对称性破坏等。对称性是现代物理的核心概念,系统通过某种变化后从一个状态变换到另一个状态,如果这两个状态等价,则说系统对这一变换是对称的,否则就是不守恒的。1956年李政道、杨振宁提出K介子衰变中宇称不守恒,并且被吴健雄的实验证实后,1957年李政道、杨振宁获得诺贝尔物理学奖。宇称不守恒或者说左右不对称性是指将一系统中所有的空间坐标变为相反数({x,y,z}à{-x,-y,-z},左手坐标系变右手坐标系)时体系与原来的体系并不等价。为了解释K介子衰变的实验,人们认为存在第四种夸克,并且在1974年得到证实,因此丁肇中与Richter获得1976年的诺贝尔物理学奖。与此同时,宇宙学上发现正反物质不对称,现在的宇宙是以正物质为主。这要求必须满足电荷-宇称不守恒,即同时进行粒子变成反粒子、空间坐标变为相反数时,系统并不与原系统等价。因此小林诚和益川敏英提出了小林-益川机制。为了证实小林-益川机制, 位于美国斯坦福大学的BaBar实验组和日本高能加速器研究机构(KEK)的Belle实验组进行了大量的工作,并且在2001年夏,两个实验组同时发现电荷-宇称不守恒,证实了小林-益川机制。因此小林诚和益川敏英获得2008年诺贝尔物理学奖。除证实了小林-益川机制的正确性以外,B工厂在揭示最基本的物质相互作用方面体现了更加诱人的一面,取得了很多重要的成果,包括近日我校“青年千人”学者沈成平教授及其合作者发现的带电的类粲夸克偶素态(图片中幻灯片的内容),此成果得到《自然》、《物理评论快报》等杂志的热点报道。目前科学家们正在利用Belle的B工厂的实验数据正在紧张的进行各种课题的实验研究。

然而目前发现的电荷-宇称不守恒远不足以解释现在的宇宙是以正物质为主,这迫使人们寻找更多的电荷-宇称不守恒来源与机制。为了研究宇宙早期的电荷-宇称不守恒来源,人们即将在原来Belle实验的基础上建造Belle II实验。目前Belle II实验正处于加速器,各个子探测器研究以及物理软件模拟发展阶段。采用新的加速器技术和探测器技术,Belle II实验预计2016年底开始取数,在五年左右的时间内积累Belle实验现有数据量的50倍,多方位研究电荷-宇称不守恒的机制。

同时今年6月在高能物理研究所举行的北京谱仪III (BESIII) 国际合作组年会上, 我院沈成平教授也以澳门新萄京6692 cc-最大平台手机版网址身份做了申请加入BESIII合作组的报告,受到了合作组执行委员会一致好评和所有合作组成员充分肯定, 作为新成员被合作组接纳。北京谱仪III是安装在北京正负电子对撞机上的国家大科学实验装置,始建于1984年。它的建成和投入运行,为中国粒子物理提供了基本研究实验手段和条件,同时也可进行同步辐射、中高能核物理、慢正电子等实验,是在粲物理能区具有国际先进水平的对撞机。目前已经成为跨部门、跨学科共同享用的实验研究基地,使中国高能物理研究进入了世界前沿,取得了一系列具有国际水平的重要科研成果。升级改造后的北京谱仪III实验装置取数效率和性能大幅提高, 创造了该能区对撞实验的世界纪录,目前已经具有目前世界上最大的粲偶素能区的数据样本,为高质量的物理分析成果奠定了坚实的基础。北京谱仪III国际合作组也是一个大的国际合作组,由近400名来自不同国家、不同大学和实验室的物理学家组成。

至此,澳门新萄京6692 cc-最大平台手机版网址已经成功加入BESIII, Belle, BelleII国际高能物理合作组,成为国内高能物理实验的一个重要平台,为今后在我校进行高能物理实验研究并作出自己的贡献奠定了基础

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