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中性B介子衰变中时间依赖CP破坏的实验研究进展

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科学通报 2024年

作者：谢跃红张黎明清华大学工程物理系华中师范大学粒子物理研究所夸克与轻子物理教育部重点实验室

电荷共轭-宇称联合变换对称性的破坏简称CP破坏.中性B介子系统具有正反粒子振荡和CP破坏随时间变化等独特性质,提供了探索CP破坏机制的理想窗口.B介子工厂发现了B0介子衰变的CP破坏,对粒子物理标准模型中Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM... 详细信息

电荷共轭-宇称联合变换对称性的破坏简称CP破坏.中性B介子系统具有正反粒子振荡和CP破坏随时间变化等独特性质,提供了探索CP破坏机制的理想窗口.B介子工厂发现了B0介子衰变的CP破坏,对粒子物理标准模型中Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM)夸克混合机制的确立发挥了关键作用.大型强子对撞机底夸克(Large Hadron Collider Beauty,LHCb)实验在深入研究B0介子CP破坏的同时,开展了Bs0介子振荡和CP破坏的开拓性研究,显著提升了B0介子混合相角2β、Bs0介子混合相角Φs与振荡参数Δms、CKM相角γ的测量精度,发现了Bs0→K+K-衰变中存在显著的CP破坏.这些研究成果极大地丰富了我们对夸克味道改变和CP破坏现象的认知,对精确检验标准模型、寻找超出标准模型的新物理现象具有重要意义.本文在回顾中性B介子CP破坏研究历程的基础上,简要介绍时间依赖CP破坏的测量方法与要素,重点总结十多年来LHCb实验在中性B介子CP破坏研究方面取得的阶段性成果和重要进展,展望LHCb探测器升级为本研究领域带来的新机遇.

关键词： CP破坏中性B介子 CKM矩阵标准模型 LHCb实验大型强子对撞机

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超亮超新星光变特征和供能机制的统计分析

北京师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 21-29页

作者：董晓菲刘良端高鹤北京师范大学天文与天体物理前沿科学研究所北京北京师范大学天文系北京华中师范大学天体物理研究所湖北武汉夸克与轻子物理教育部重点实验室(华中师范大学) 湖北武汉

统计了91颗贫氢超亮超新星的光变特征,并结合3种供能模型进行了蒙特卡罗模拟,以探究实际观测对其能源机制的约束.结果显示:这些超亮超新星在g波段的平均峰值绝对星等为(-21.34±0.8),上升和下降时标分别分布在7~79和14~114 d,并呈现显... 详细信息

统计了91颗贫氢超亮超新星的光变特征,并结合3种供能模型进行了蒙特卡罗模拟,以探究实际观测对其能源机制的约束.结果显示:这些超亮超新星在g波段的平均峰值绝对星等为(-21.34±0.8),上升和下降时标分别分布在7~79和14~114 d,并呈现显著正相关;模拟结果表明磁星和相互作用机制都可能为大部分超亮超新星供能,在相互作用模型中,基于壳层分布假设的模拟结果与观测符合得更好.国内各大巡天项目(如CSST、司天工程)未来将探测到更多高红移超亮超新星,以期为相关科研人员深入了解宇宙中的恒星演化和爆炸过程提供重要数据.

关键词：超新星光变曲线毫秒磁星马尔可夫链蒙特卡罗

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相对论重离子碰撞中间歇的研究进展

原子核物理评论 2024年第1期41卷 580-586页

作者：吴锦罗晓峰李治明吴元芳桂林理工大学物理与电子信息工程学院广西桂林541004 华中师范大学粒子物理研究所和夸克与轻子教育部重点实验室武汉430079

探索QCD物质相结构和寻找QCD临界点是高能核物理研究的热点之一。三维Ising-QCD理论认为,临界间歇是QCD临界点的特征信号之一,而相对论重离子碰撞实验中间歇的测量是研究QCD相结构的重要实验探针。本工作简要介绍近年来相对论重离子碰... 详细信息

探索QCD物质相结构和寻找QCD临界点是高能核物理研究的热点之一。三维Ising-QCD理论认为,临界间歇是QCD临界点的特征信号之一,而相对论重离子碰撞实验中间歇的测量是研究QCD相结构的重要实验探针。本工作简要介绍近年来相对论重离子碰撞中间歇的研究进展。在实验方面,主要介绍RHICSTAR实验中金+金的带电强子的间歇测量结果,以及SPS-NA61/SHINE实验中氩+钪的质子的结果;在模型方面,简要介绍混合UrQMD+CMC模型的结果。最后展望了关于间歇的下一阶段研究。

关键词：相对论重离子碰撞 QCD临界点间歇实验测量 UrQMD+CMC模型

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夸克胶子等离子体的手征与自旋物理

科学通报 2024年第15期69卷 1989-2007页

作者：王帅黄旭光复旦大学物理学系上海200438 复旦大学粒子物理与场论中心上海200438 复旦大学核物理与离子束应用教育部重点实验室上海200433 复旦大学上海理论核物理中心上海200438

相对论重离子碰撞可以产生极端高温的夸克胶子等离子体(quark gluon plasma,QGP),同时也可以产生极强的电磁场和流体涡旋场.这些场直接影响QGP中微观粒子的自旋和轨道运动,诱导出新奇的宏观量子现象,比如手征磁效应、手征涡效应、手征... 详细信息

相对论重离子碰撞可以产生极端高温的夸克胶子等离子体(quark gluon plasma,QGP),同时也可以产生极强的电磁场和流体涡旋场.这些场直接影响QGP中微观粒子的自旋和轨道运动,诱导出新奇的宏观量子现象,比如手征磁效应、手征涡效应、手征分离效应、手征电分离效应等手征反常输运现象,以及超子自旋极化、矢量介子自旋排列等现象,并有可能对量子色动力学(quantum chromodynamics,QCD)相结构产生重要影响.这些现象一方面提供了在重离子碰撞中探测QCD的非平庸规范场拓扑结构、强相互作用的电荷-宇称(charge-parity,CP)破坏、夸克胶子物质中的自旋动力学等的实验手段,另一方面也与粒子物理、凝聚态物理、天体物理等发生紧密联系,形成活跃的交叉研究领域.本文对上述宏观量子现象的产生机制以及它们在重离子碰撞中的实验信号等进行了回顾和展望,重点介绍了如下内容:(1)重离子碰撞中强电磁场和流体涡旋场的产生;(2)手征反常输运现象的理论基础和实验信号;(3)手征磁效应和涡效应引起的等离子体不稳定性;(4)QGP中的自旋极化现象.

关键词：夸克胶子等离子体相对论重离子碰撞手征反常输运自旋极化现象

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重离子碰撞中整体极化的实验研究

原子核物理评论 2024年第1期41卷 20-25页

作者：陈金辉复旦大学现代物理研究所&核物理与离子束应用教育部重点实验室上海200438

非对心的相对论重离子碰撞在反应区域产生了巨大的轨道角动量,该轨道角动量能够以流体涡旋的形式传递到反应过程产生的夸克-胶子等离子体中(Quark-Gluon Plasma,QGP),QGP中的夸克和胶子通过自旋-轨道相互作用将沿着系统轨道角动量方向极... 详细信息

非对心的相对论重离子碰撞在反应区域产生了巨大的轨道角动量,该轨道角动量能够以流体涡旋的形式传递到反应过程产生的夸克-胶子等离子体中(Quark-Gluon Plasma,QGP),QGP中的夸克和胶子通过自旋-轨道相互作用将沿着系统轨道角动量方向极化,即“QGP的整体极化”效应。经过近二十年的探索,重离子碰撞中Λ超子和φ、K^(*0)矢量介子的整体极化的实验数据证实了QGP整体极化的新现象,这引起了研究人员的广泛关注,成为高能核物理前沿新的热点研究方向。本文简略描述重离子碰撞中整体极化的实验测量,聚焦在Λ超子的整体极化和φ、K^(*0)矢量介子的自旋排列,并讨论实验数据给出的物理信息。

关键词：重离子碰撞 QGP的整体极化超子极化矢量介子自旋排列

NICA-MPD探测器的低温漂基准电压源设计

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今日制造与升级 2024年第2期 12-14,17页

作者：李泽洋乔雨欣胡正宇高超嵩孙向明李双三峡大学湖北宜昌443000 华中师范大学物理科学与技术学院夸克与轻子物理教育部重点实验室湖北武汉430079

基于TSMC BCD 180nm工艺设计并流片测试了一款低压低温漂带隙基准芯片,用于高能物理实验。该芯片主要基于NICA-MPD探测器工程项目的需求,实现在极端温度环境中正常输出电压的功能。该芯片的核心模块带隙基准模块采用二阶温度补偿结构,... 详细信息

基于TSMC BCD 180nm工艺设计并流片测试了一款低压低温漂带隙基准芯片,用于高能物理实验。该芯片主要基于NICA-MPD探测器工程项目的需求,实现在极端温度环境中正常输出电压的功能。该芯片的核心模块带隙基准模块采用二阶温度补偿结构,测试结果表明该芯片在1.8V电源电压下,能稳定输出0.9V电压,功耗约为46.5μW,在-40~120℃内温度系数约为29×10^(-6)/℃,电源抑制比为-76.8dB。

关键词： Bandgap 低电源电压低温漂低功耗高阶温度补偿

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基于TSMC180nm工艺的8位电压型数模转换器设计

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中阿科技论坛（中英文） 2024年第8期 96-102页

作者：胡含涛高超嵩孙向明朴红光三峡大学理学院湖北宜昌443000 华中师范大学物理科学与技术学院夸克与轻子物理教育部重点实验室湖北武汉430079 延边大学理学院吉林延吉133002

基于TSMC180nm的1P6M标准互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,文章设计了一款8位分辨率的R-2R阶梯架构电压型数模转换器(DAC)。为了降低电阻失配对DAC性能的影响,该DAC采用了传输门结构开关,并通过后仿真与实际测试对其性能进行了对比分析... 详细信息

基于TSMC180nm的1P6M标准互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,文章设计了一款8位分辨率的R-2R阶梯架构电压型数模转换器(DAC)。为了降低电阻失配对DAC性能的影响,该DAC采用了传输门结构开关,并通过后仿真与实际测试对其性能进行了对比分析。测试结果表明,在1.8V电源供电下,总版图面积为820μm×820μm,DAC总功耗为91.8μW,其最大转换速率达250M采样次数/s,微分非线性误差(D_(NL))和积分非线性误差(I_(NL))的最大绝对值分别为0.32LSB和0.52LSB。

关键词：数模转换器 8位分辨率 180nm工艺 R-2R阶梯型

通过高能核-核碰撞中的光生过程研究原子核结构

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中国科学:物理学力学天文学 2024年第9期54卷 75-86页

作者：杨驰杨帅查王妹赵杰山东大学前沿交叉科学青岛研究院粒子物理与粒子辐照教育部重点实验室华南师范大学量子物质研究院原子亚原子结构与量子调控教育部重点实验室中国科学技术大学物理学院核探测与核电子学国家重点实验室复旦大学现代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室

在高能核-核碰撞实验中,接近光速运动的高带电重离子会产生极强的电磁场,从而诱导光子-光子相互作用和光子-核子相互作用的光致产生过程.这些光致产生的产物包括双轻子对和矢量介子等多种末态.近年来,超周边和偏心重离子碰撞中所产生的... 详细信息

在高能核-核碰撞实验中,接近光速运动的高带电重离子会产生极强的电磁场,从而诱导光子-光子相互作用和光子-核子相互作用的光致产生过程.这些光致产生的产物包括双轻子对和矢量介子等多种末态.近年来,超周边和偏心重离子碰撞中所产生的一系列新颖实验结果,通过与理论计算相互促进和验证,为研究原子核结构和核子分布等提供了良好的条件和独特的机遇.本论文简要介绍了相对论重离子对撞机RHIC和大型强子对撞机LHC上,超周边以及偏心相对论重离子碰撞实验在测量原子核电荷分布、胶子分布以及中子皮等方向的最新进展.

关键词：高能核-核碰撞光致产生超周边碰撞原子核结构中子皮

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QCD相结构的全息模型研究

核技术 2023年第4期46卷 88-95页

作者：朱洲润赵彦清侯德富夸克与轻子教育部重点实验室华中师范大学粒子物理研究所武汉430079

探寻量子色动力学(Quantum Chromodynamics,QCD)相结构一直是高能重离子碰撞物理研究的重要目标。近年来,转动背景下的QCD相变引起了研究者们的关注。本文基于AdS/QCD对偶,研究了化学势、角速度对QCD临界点的影响。研究发现:化学势减小... 详细信息

探寻量子色动力学(Quantum Chromodynamics,QCD)相结构一直是高能重离子碰撞物理研究的重要目标。近年来,转动背景下的QCD相变引起了研究者们的关注。本文基于AdS/QCD对偶,研究了化学势、角速度对QCD临界点的影响。研究发现:化学势减小了临界转速ωc,角速度降低了μc和相变温度。我们通过计算一些可以表征QCD相变的探针,如拖曳力、扩散系数、喷注淬火参数和J/ψ的谱函数,发现喷注淬火参数和拖曳力在相变温度附近有增强,峰值所对应的温度随着化学势的增加降低,这与相图中相变温度随化学势增加而降低相对应。谱函数的结果表明,磁场促进重介子的溶解,使末态J/ψ产额的压低更明显。我们研究了早期宇宙QCD全息相变产生的引力波,发现胶子凝聚抑制了引力波的能量密度,峰值频率位置随着胶子凝聚增加而下降。

关键词：相变能量损失谱函数引力波