《粒子物理与核物理实验方法（二）》DataAnalysisTech-ch02.pdf

第二节:前沿介绍及物理过程简介郑阳恒(中国科学院大学)2本学期的课程内容第一章引论?第一节:课程综述?第二节:前沿介绍及物理过程简介?第三节:数据处理的一般方法概述?第四节:参数估计原理简介第二章实验数据类型、结构和数据存储?第五节:事例数据处理流程?第六节:数据类型、存储及质量监测第三章探测器刻度与校准?第七节:量能器刻度与中性粒子径迹及能量重建?第八节:粒子鉴别系统刻度?第九节:径迹室刻度与几何位置校准第四章事例重建?第十节:带电粒子径迹重建与循迹算法介绍?第十一节:径迹拟合方法介绍?第十二节:运动学拟合与事例顶点重建介绍第五章物理分析及常用的物理分析技术与工具?第十三节:物理分析举例?第十四节:物理分析内容、方法及工具第六章实验误差分析与处理?第十五节:误差分类与来源3一些基本问题?“世界是由什么构成的?”?“是什么把这些基本元素绑在一起的?”?“为什么这些基本元素能够稳定存在?”?“是什么把最小的基本粒子与最大的宇宙给联系起来的?”?“宇宙是有起源吗?如果有,它的归宿又是怎样?”4物理学中的基本问题1)What is dark matter?2)What is dark energy?3)How were the heavy elements from Iron to uranium made?4)Do neutrinos have mass?5)Where do ultrahigh-energy e from?6)Is a new theory of light and matter needed to explain what happens at very high energies and temperatures?7)Are there new states of matter at ultrahigh temperatures and densities?8)Are protons unstable?9)What is gravity?10)Are there additional dimensions?11)How did the universe begin?Resolution of these profound questions could unlock the secrets of existence and deliver a new age of science within several decades !5研究起点: 标准模型?创建于上世纪60年代?物理图像简单?描述了物质的基本组成单元及之间的相互作用?在非常高的精度内,包容了目前几乎所有观测到的实验现象?许多预言已经被实验所验证?是一个非常成功的理论6物质组成的“标准”答案?最基本的物质组成单元:12种基本粒子(6种夸克,6种轻子)7物质相互作用的“标准”答案四种最为基本的相互作用强相互作用电磁相互作用弱相互作用重力相互作用8Feynman ruleStatesq, in()up()vp()up()vpaq, ina, outaq, outg, ing, out()k??*()k??No numerical factors for scalar fields and ghost fields( ) ( )( ) ( )ssu p u p p mv p v p p m??? ??? ????*( ) ( )k k g? ???????????9但是…核与粒子物理中仍存在许多谜团,例如:?什么是暗物质??什么是暗能量??质量是如何起源的??当今宇宙的组成为什么主要是正物质??极限高温高压下的物质形态10暗物质存在吗??一般认为:恒星质量占星系质量的主导地位?开普勒定律:太阳系中,距离太阳越远的行星旋转速度就越慢?银河系呢??实验观测与开普勒定律预言不符?存在暗物质?到旋转中心的半径旋转速度开普勒定律预言实验观测数据