正负电子对撞实验中的辐射修正

国际上正在进行的大多数高能物理实验,如我国的BES-III和日本的BELLE，正在建造的实验,如日本的BELLE-II和意大利的超级B工厂,以及拟议中国际直线加速器ILC,都是正负电子对撞的实验。在这类实验中，要获得正确的结果，正负电子的辐射修正效应必须精确计算。在对实验的蒙特卡罗模拟中，必须包含正负电子的辐射。本研究的主要内容为正负电子对撞中辐射修正的精确处理和蒙特卡罗模拟。具体的研究计划侧重于两类问题：一是共振峰附近截面扫描中的辐射修正和蒙特卡罗产生子；二是ISR过程测量中辐射修正的处理与蒙特卡罗产生子的编写。前者将用于扫描共振态测量夸克偶素衰变中强作用与电磁作用之间的相角；后者用于新粒子的寻找和标准模型的精确检验。

这项研究是为我国建国以来投入最大的自然科学基础研究项目北京正负电子对撞机/北京谱仪(BEPCII/BESIII)进行的实验上数据分析必须处理的辐射修正的计算和蒙特卡洛模拟。这项工作同样应用于我们参加的在日本KEK的BELLE/BELLE2实验中。在BESIII实验中这几年的主要应用是用BESIII扫描粲偶素共振态的数据测量这些共振态衰变中强作用与电磁作用之间的相角。这一测量是要检验我们十二年前的一个推测，即夸克偶素衰变中强作用与电磁作用之间的相角为-90度的常数。如果实验证实的话，这将是物理学中一个新的规律，超出了现有理论。目前这项测量的数据分析工作还在进行中。在BELLE实验中这项工作主要用用于ISR的测量。为这类测量提供蒙特卡洛模拟程序。这一测量已取得多项成果。发现了多个新的共振态。这些成果于2014年底获得了北京市科学技术二等奖。