我校LHCb課題組在Z玻色子產(chǎn)生機(jī)制的研究中取得重要進(jìn)展

華大在線訊（通訊員 要婭楠）近日，我校LHCb課題組在Z玻色子產(chǎn)生機(jī)制的研究中取得了重要進(jìn)展，主導(dǎo)完成的兩項(xiàng)研究成果分別發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《物理評(píng)論快報(bào)》（Phys. Rev. Lett.）和《高能物理雜志》(J.High Energy Phys.）。物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院尹航教授和博士生徐夢(mèng)琳分別擔(dān)任兩篇論文的通訊作者。

Z玻色子是弱相互作用的傳播粒子之一。深入研究質(zhì)子-質(zhì)子碰撞中Z玻色子的產(chǎn)生機(jī)制對(duì)在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)LHC上檢驗(yàn)粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型和探索新的物理規(guī)律具有重要意義，是當(dāng)前電弱物理研究的前沿課題。LHC上的底夸克探測(cè)器（LHCb）具有獨(dú)特的前向幾何接收度，對(duì)研究前向快度區(qū)域內(nèi)的Z玻色子產(chǎn)生和極化機(jī)制發(fā)揮著不可替代的作用。但此區(qū)域的粒子密度極高，不利于信號(hào)重建和本底去除，給實(shí)驗(yàn)研究帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。

由物理學(xué)院謝躍紅教授、尹航教授和張冬亮副教授等組成的LHCb研究團(tuán)隊(duì)近年來(lái)在重味物理和強(qiáng)子譜學(xué)的研究中取得了多項(xiàng)重要成果，包括Bs介子混合角的世界最精確測(cè)量和雙粲重子的發(fā)現(xiàn)，在電弱物理方面也有長(zhǎng)期積累。在此次的研究中，課題組分析了LHCb實(shí)驗(yàn)在13TeV質(zhì)子-質(zhì)子對(duì)撞能量下獲取的大量數(shù)據(jù)，解決了探測(cè)器刻度、本底分析和效率修正等方面的一系列難題，精確測(cè)量了Z玻色子的極化參數(shù)（圖1）。同時(shí)對(duì)前向區(qū)域Z玻色子的產(chǎn)生截面進(jìn)行了迄今為止最精確的測(cè)量。這些研究成果可以幫助我們檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型的一些重要理論預(yù)言，并為理解質(zhì)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供重要信息，特別是關(guān)于海夸克以及關(guān)于橫動(dòng)量相關(guān)的部分子分布函數(shù)的信息。經(jīng)LHCb國(guó)際合作組遴選推薦，今年3-4月份《歐洲核子研究中心信報(bào)》（CERNCourier)報(bào)道了這兩項(xiàng)最新研究成果。

圖1.對(duì)Z玻色子極化參數(shù)的測(cè)量結(jié)果（黃色帶子）和不同理論預(yù)言（彩色點(diǎn)）的對(duì)比

以上研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家人才計(jì)劃項(xiàng)目、湖北省人才計(jì)劃項(xiàng)目、華中師范大學(xué)人才計(jì)劃項(xiàng)目和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目的支持。

（審讀人：俞云偉）

《物理評(píng)論快報(bào)》（Phys. Rev.）鏈接

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.091801

《高能物理雜志》（J.High Energy Phys.）鏈接

https://link.springer.com/article/10.1007/JHEP07(2022)026)

《歐洲核子研究中心信報(bào)》（CERNCourier）鏈接

https://cerncourier.com/wp-content/uploads/2022/03/CERNCourier2022MarApr-digitaledition.pdf