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

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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 中国科学院理论物理研究所  Institute of Theoretical Physics CAS 2012.02.22 2018年12月5日星期三

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: 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。 2018年12月5日星期三

粒子物理的标准模型: 基本单元 2018年12月5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 2018年12月5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): 2018年12月5日星期三

弱电相互作用: Higgs机制: Higgs作用量: 2018年12月5日星期三

Higgs势能: 2018年12月5日星期三

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。 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。 2018年12月5日星期三

v 2018年12月5日星期三

Higgs的产生: 2018年12月5日星期三

有很多办法探测Higgs,最重要的是双光子事件: 2018年12月5日星期三

= 2 还有很多其他道,如:   2018年12月5日星期三

大型强子对撞机: 位置: 2018年12月5日星期三

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对撞机: 2018年12月5日星期三

2018年12月5日星期三

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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) 2018年12月5日星期三

ATLAS, 长46米,高25米,重七千吨 2018年12月5日星期三

2018年12月5日星期三

CMS,长21.5米,高15米,重一万两千多吨 2018年12月5日星期三

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2月8号结果: ATLAS 4 leptons 2018年12月5日星期三

2Z to 4 muons 2018年12月5日星期三

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双光子道最为重要,ATLAS和CMS用的量能器完 全不同。ATLAS用液态氩: 2018年12月5日星期三

量能器 2018年12月5日星期三

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ATLAS综合结果 2018年12月5日星期三

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CMS 4轻子结果(无迹象) 2018年12月5日星期三

CMS光子量能器 2018年12月5日星期三

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CMS综合结果: 2018年12月5日星期三

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下面展示Philip Gibbs 非官方结果 ATLAS和CMS的综合结果?三月。 下面展示Philip Gibbs 非官方结果 2018年12月5日星期三

用2011年三分之一数据获得的结果: 2018年12月5日星期三

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其他什么也没有,Higgs质量必须是126GeV (Asymptotic safety of gravity and the Higgs 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.B683:196-200,2010. ) 2018年12月5日星期三

a 是squark A term 系数,如果a接近6,Higgs质量 就接近125GeV。 2018年12月5日星期三

为了保证今年发现Higgs(甚至发现点别的), CERN计划: 2018年12月5日星期三

2018年12月5日星期三

该对称性保证动力学具有对称性,但没有对应的守 恒量。 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。 2018年12月5日星期三

直观: 2018年12月5日星期三

具体粒子谱: 2018年12月5日星期三

2018年12月5日星期三

超对称还能产生能够解释暗物质的粒子: 最轻的中性超对称粒子 2018年12月5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! 2018年12月5日星期三

I. Neutrino: A Brief Introduction 2018年12月5日星期三

Neutrino family members 1st generation: , Born: 1956 in South Carolina Partner: electron 2nd generation: , Born: 1962 in Brookhaven National Lab &. CERN Partner: muon 3rd generation: , Born: 2000 in Fermilab Partner: tauon 2018年12月5日星期三

Neutrino oscillation 2018年12月5日星期三

II. OPERA: Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus Ref: OPERA, arXiv:1109.4897 [hep-ex]. 2018年12月5日星期三

OPERA neutrino experiment 2018年12月5日星期三

OPERA neutrino experiment 2018年12月5日星期三

OPERA neutrino experiment (blind analysis) 2018年12月5日星期三

OPERA neutrino experiment (final result) 2018年12月5日星期三

Summary of neutrino velocity measurements OPERA neutrino: apparently faster than light SN 1987A neutrino: a bound broken by OPERA Fermilab and MINOS: marginally consistent with either OPERA or SN 1987A 2018年12月5日星期三

Fermilab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。 需要别的中微子实验证实或证伪 例如Fermilab的MINOS Fermilab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。 2018年12月5日星期三

谢谢大家! 2018年12月5日星期三