物理学院冒亚军、李强课题组在三W玻色子共振态及多夸克喷注研究领域取得重要进展
2024/04/22
366万维网WWW，是欧洲核子研究中心（CERN）的高能物理学家们为了探索未知的粒子世界提出并且实现的。在高能物理中，WWW也可表示三个W玻色子。在粒子物理的标准模型中，W玻色子、Z玻色子、光子和胶子等四种自旋为1的规范玻色子是传递相互作用的基本粒子。其中，重质量的W和Z玻色子传递短程的弱相互作用。寻找超出标准模型的新物理是粒子物理学的最重要的目标，也是CERN的大型强子对撞机（large hadron collider, LHC）的重大课题。长期以来，通过二体末态寻找新粒子包括双玻色子共振态，是高能对撞机上寻找新物理的重要途径。然而，新物理的事例特征可能具有更复杂的拓扑结构，例如，近期特殊的额外维度模型提出寻找三玻色子共振态的必要性。从二体到三体的拓展，可以进一步挖掘LHC的物理潜力。
三W玻色子共振态的典型衰变示意图左图为三个分离较开的W玻色子；右图为一个分离的W玻色子和两个合拢的W玻色子，其中后者形成复杂的3夸克和4夸克喷注
北京大学物理学院技术物理系、核物理与核技术国家重点实验室高能物理团队冒亚军教授、李强研究员课题组，利用CERN的大型强子对撞机的紧凑缪子线圈（compact muon solenoid, CMS）探测器实验所收集的13 TeV质子—质子对撞数据，在世界上首次实现了三W玻色子共振态的寻找、开发了3夸克和4夸克特征喷注的鉴别及校准技术。此项研究开拓了新物理寻找的新航线。
相关结果于2022年7月6日以两篇文章同时发表于《物理评论快报》及《物理评论D》。冒亚军和李强课题组在CMS国际合作组提出并领导了这两项工作，北京大学物理学院博士后A. Agapitos及北京大学物理学院2016级博士研究生吕旭东担当分析负责人， A. Agapitos、吕旭东和北京大学物理学院2016级博士研究生陈城在CMS合作组内作了预审核及审核报告。
上述研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等大力支持。
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