高能物理实验_研究生课程1.pptx

高能物理实验原理与方法
谢跃红
华中师范大学
华中师范大学物理学院研究生课程
2
关于课程
授课对象:粒子物理和相关专业研究生
课时:45学时(15周)
考核方式: 平时(50%):课堂讨论、测验
期末(50%):小论文
内容:粒子探测原理,数据分析方法,典型实验测量举例
方式:讲授和讨论相结合
目标:使实验专业研究生掌握必要的专业知识
使理论专业学生对实验过程和原理具备基本理解
3
自我介绍
南开大学本科、硕士,高能物理研究所博士
意大利核物理研究院 Research Fellow
欧洲核子研究中心 Scientific Associate
爱丁堡大学资深科学家
华中师范大学教授
研究方向
CP破坏、超标准模型物理的实验探索
履历
研究项目
曾参加BES和Babar实验
华中师范大学LHCb团队负责人、LHCb国际合作物理规划小组成员
参加CEPC项目的预制研究
粒子物理简介
4
5
粒子物理研究什么?
粒子物理是关于世界在最微观层次的组成和规律的研究:
组成物质的最基本单元是什么?
主宰世界运转的最根本物理规律是什么?
粒子物理五个基本概念
物质:万物由什么组成,
力和能量:万物如何相互作用,为什么这么作用
时间和空间:万物运转的舞台
这个世界的的奇妙之处就是,从我们身边到最遥远的太空,整个世界都是由有限种类的基本单元组成;而世间千姿百态的复杂现象都遵循一些非常简明的规律。
6
基本粒子
物质的最基本组成单元,“基本”具有与时俱进的意义。
原子→质子、中子、电子→夸克、轻子
粒子物理永远是科学的最前沿学科!
7
当前认为的基本粒子:夸克和轻子
夸克和轻子是自旋为半整数的费米子
- 为什么3代?
- 质量的起源?
当代粒子物理最重要的问题
8
相互作用和传播粒子
传播子是自旋为整数的玻色子
短距作用
长程作用
短距作用
长程作用
9
当代粒子物理所研究的粒子
- 夸克和轻子
- 传递相互作用的规范玻色子(gauge bosons)
- 赋予费米子和规范波色子质量的Higgs 粒子
- 其它尚未发现的基本粒子(?)
- 关于复合粒子的研究也是非常重要的内容
它们本身的性质提供了基本粒子间相互作用的信息
由于“夸克禁闭”,实验上经常通过研究
等反应过程来研究强相互作用的性质。
10
Particle Data Book
粒子数据组每逢双年更新出版一本Review of Particle Physics,里面全面收集了全世界粒子物理方面的实验数据及有关资料。
同时出版一本把其中主要内容集中起来的小本的手册Particle Physics Booklet。
这两本资料可以向全世界从事粒子物理工作的同行免费提供,凡需要的人须要个人直接向粒子数据组索要。
要求学会使用这本手册(网页)!