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History of Unification 标准模型认为： “基本粒子”与 Higgs 场相互作用 通过真空自发破缺和Higgs机制粒子获得质量： “从无到有，无中生有” 预言存在Higgs粒子 实验上至今没有发现Higgs粒子存在的确切证据，标准模型 也不能解释粒子间的质量差距。 精细测量的限制 实验迹象？ 1.7? excess over expected SM background； one experiment (ALEPH, 2.8?), one channel (qqbb)； mass limit: MH 114.4 GeV 。 欧洲核子中心的LHC计划 CMS ATLAS LHCb ALICE Former LEP Tunnel LHC circumference 26.7 kilometers Questions for the LHC - Does Higgs Particles exist ? - Can all the Forces and Particles be unified ? (Super Symmetry) - Is Dark Matter made of Super Symmetric Particles ? - What happened to the Antimatter in the Universe ? - Did the Universe go through a Phase of Quark-Gluon Plasma ? - Are the Fundamental Particles two-dimensional Strings ? - Does the Universe have more than three Spatial Dimensions ? - Are there more Forces and Particles to be discovered ? - Accelerating Expansion of the Universe and Dark Matter - Could everything be just wrong ? 粒子物理前沿问题(2)：对称性破坏 一切对称性的根源在于对于某些基本量的不可观测性… 所有的对称性原理的正确性都依赖于不可观测量的理论 假设，所以一旦一个不可观测量被认为实际上是可观测量时， 就产生对称性的破坏。 －－ 李政道 《粒子物理和场论简引》 Violation of L-R Symmetry World 10% 90% Mirror World 90% 10% World ? Mirror World (parity violation) Even more with DNA L-R symmetry is fully violated. eˉ(少) eˉ(多) eˉ(少) eˉ(多) 实际情况 镜像反演 杨振宁（1922—） 李政道（1926—） 1956年诺贝尔物理奖获得者 提出弱相互作用下宇称不守恒 吴健雄在做Co60 衰变实验 吴健雄在做学术报告 在弱相互作用过程中： 镜像对称破坏 正反粒子对称破坏 时间反演对称破坏 而在强相互作用和电磁相互作用中又是保持的 ！ 物理机制是什么？？？ 粒子物理前沿问题(3) 粒子物理和宇宙学 天体物理和宇宙学 粒子物理学 真空的复杂结构？ 新粒子，如超对称粒子？ 重子数不守恒， CP破坏，… 中微子质量和振荡 * 粒子物理实验 清华大学物理系 高原宁 组成世界的基本单元 ? 基本单元间的相互作用 ?? 世界是从哪里来的??? 标准模型 粒子物理实验基础、方法 粒子物理前沿问题举例 FAQ 1015 P (peta) 1012 T (tera) 109 G (giga) 106 M (mega) 103 K (kilo) 10-3 m (milli) 10-6 ? (micro) 10-9 n (nano) 10-12 p (pico) 10-15 f (femto) 粒子物理常用单位 1 eV = 1.602 x 10-19 J 1 eV/c2 = 1.782 x 10-36 kg 能量: eV 动量: eV/c 质量: eV/c2 c – s