研究領(lǐng)域
粒子物理理論。重點(diǎn)研究重夸克物理,非微擾強(qiáng)相互作用,及中微子物理。 具體研究方向有:含一個及二個重夸克的重子性質(zhì);重味強(qiáng)子衰變中的CP破缺;格點(diǎn)規(guī)范數(shù)據(jù)延拓;Bethe-Salpeter方程;勢模型;重介子性質(zhì);強(qiáng)相互作用中手征對稱性自發(fā)破缺;中微子物理研究,包括與大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論研究,中微子混合角θ13 的大小和其起源,中微子與物質(zhì)的相互作用效應(yīng),中微子物理過程中可能的CP破缺等。
粒子物理的研究結(jié)果表明,構(gòu)成物質(zhì)世界的最基本的粒子有12種,包括6種夸克,3種帶電輕子和3種中微子。這些粒子分別參與強(qiáng)相互作用、電磁相互作用及弱相互作用。標(biāo)準(zhǔn)模型是目前公認(rèn)的描述基本粒子相互作用的理論。標(biāo)準(zhǔn)模型雖然已取得了很大的成功,但還存在一些基本的問題沒有解決。其中,CP對稱破缺、非微擾QCD、中微子振蕩、不同味之間的破缺等的起源和機(jī)理仍不清楚。關(guān)于它們的研究是目前國際粒子物理的熱點(diǎn),它們是理論物理學(xué)家和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家共同關(guān)心的基本課題。量子色動力學(xué)(QCD)目前被公認(rèn)為描述強(qiáng)相互作用的基本理論。由于它的非阿貝爾性質(zhì),QCD具有漸近自由的性質(zhì),這使得它在高能區(qū)取得很大的成功。這方面的成果被授予了2004年諾貝爾物理學(xué)獎。然而,在低能區(qū)QCD的耦合常數(shù)變得很大,強(qiáng)相互作用進(jìn)入非微擾區(qū)域,從而使非微擾強(qiáng)相互作用的研究變得很困難。非微擾QCD的兩個最重要的特征是夸克和膠子禁閉與手征對稱性自發(fā)破缺。然而,關(guān)于這些現(xiàn)象并沒有令人滿意的解釋。 有重夸克參與的物理過程是研究非微擾強(qiáng)相互作用的理想?yún)^(qū)域。同時,實(shí)驗(yàn)上,目前國際上已建立和正在建立的有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置,如B-工廠(Belle、 BaBar)、Tau/Charm-工廠(BEPC、CLEOC)等已經(jīng)并將繼續(xù)收集到更多有關(guān)重味強(qiáng)子的數(shù)據(jù)。這使得重味夸克物理的研究倍受關(guān)注。
重味物理是研究CP破缺并探索新物理的理想窗口。CP破缺一直是粒子物理中的重要課題。理論預(yù)計在b-夸克系統(tǒng)中CP破缺將極大的增強(qiáng)。B-工廠的主要目的就是發(fā)現(xiàn)這種增強(qiáng)并檢驗(yàn)我們對CP破缺的理解是否正確。這種檢驗(yàn)同時也提供了發(fā)現(xiàn)新物理的機(jī)會。
中微子目前是物理學(xué)中的一大熱門課題。中微子在最微觀的粒子物理規(guī)律和最宏觀的宇宙的起源及演化中都起著十分重大的作用。近年來中微子物理實(shí)驗(yàn)取得了重大突破,發(fā)現(xiàn)了中微子有質(zhì)量,不同的中微子之間有振蕩。這些成果被授予了2002年諾貝爾物理學(xué)獎,使中微子物理成為國際高能物理,天體物理與宇宙學(xué)研究的共同熱點(diǎn)。核電站反應(yīng)堆是很好的中微子源,可以很好地用來測量中微子混合角 ,我國的大亞灣核電站是開展此實(shí)驗(yàn)的極佳選擇。
科研項(xiàng)目
“重夸克有效理論研究”(國家攀登計劃博士后資助項(xiàng)目,唯一承擔(dān)人),1992年至1994年。
“強(qiáng)相互作用中的非微擾效應(yīng)及重味夸克物理”(國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目,唯一承擔(dān)人),1995年至1997年。
國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“標(biāo)準(zhǔn)模型的檢驗(yàn)、重味及TeV能區(qū)重要物理的理論研究”,項(xiàng)目成員, 1994年至1997年。
“攀登計劃特別資助項(xiàng)目”(唯一承擔(dān)人),1995年。
國家攀登計劃粒子物理部分其中的子課題“標(biāo)準(zhǔn)模型精確檢驗(yàn)”副課題組長, 1995年至1997年。
“重味重子的研究”(國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目,唯一承擔(dān)人),1998年至2000年。
澳大利亞科學(xué)研究基金資助的重大項(xiàng)目“亞原子研究”項(xiàng)目, 項(xiàng)目成員, 1997年至2004年。
北京師范大學(xué)“京師學(xué)者”特別啟動經(jīng)費(fèi),2004年至2007年。
重味物理與非微擾強(qiáng)相互作用的系統(tǒng)研究,北京市留學(xué)人員科技活動擇優(yōu)資助項(xiàng)目,2005年。
學(xué)術(shù)成果
多年來在粒子物理理論中的重夸克物理和非微擾強(qiáng)相互作用領(lǐng)域從事研究。在含一個及二個重夸克的重子性質(zhì)、重味強(qiáng)子衰變中的CP破缺、格點(diǎn)規(guī)范數(shù)據(jù)延拓、Bethe-Salpeter方程、勢模型、重介子性質(zhì)、重夸克有效理論、強(qiáng)相互作用中手征對稱性自發(fā)破缺等前沿方向上做了一系列工作,其中有些達(dá)到國際領(lǐng)先或先進(jìn)水平。在國內(nèi)外核心刊物上發(fā)表論文50余篇,被引用近300次。特別是一些開創(chuàng)性或重要工作被世界著名實(shí)驗(yàn)室如西歐核子中心、美國Stanford研究中心、美國費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室、日本KEK實(shí)驗(yàn)室等多次引用,對實(shí)驗(yàn)起到了指導(dǎo)作用。主持或參與多項(xiàng)科研項(xiàng)目。在國際上最早給出含兩個重夸克重子的電磁輻射衰變的理論預(yù)言;較早給出含兩個重夸克重子的弱衰變的預(yù)言;是最早計算重味重子衰變Isgur-Wise函數(shù)的研究者之一,關(guān)于這一函數(shù)的模型是國際上流行的模型之一;用 混合機(jī)制給出B-介子衰變中產(chǎn)生很大CP破缺及通過測量這一破缺消除CKM角不確定性的可能性;提出了解析延拓重強(qiáng)子格點(diǎn)數(shù)據(jù)的合理模型;給出了重介子光錐波函數(shù)等等。