推薦2018年國家自然科學(xué)獎(jiǎng)公示

1、推薦推薦2018年國家自然科學(xué)獎(jiǎng)公示年國家自然科學(xué)獎(jiǎng)公示項(xiàng)目名稱：項(xiàng)目名稱：Bc介子物理及雙重味重子產(chǎn)生的研究（理論）推薦單位：推薦單位：中國科學(xué)院理論物理研究所主要完成人：主要完成人：張肇西（中國科學(xué)院理論物理研究所）、陳裕啟（中國科學(xué)院理論物理研究所）、吳興剛（重慶大學(xué)）、王國利（哈爾濱工業(yè)大學(xué)）、王建雄（中國科學(xué)院高能物理研究所）學(xué)科評(píng)審組：學(xué)科評(píng)審組：物理與天文學(xué)科專家提名意見專家提名意見提名專家：提名專家：蔡榮根、中國科學(xué)院理

2、論物理研究所、中科院院士、理論物理提名意見：‘Bc介子物理及雙重味重子產(chǎn)生研究（理論）’項(xiàng)目組在粒子物理理論上取得的創(chuàng)新成果，包括：i).指出了‘單舉過程’是最有利產(chǎn)生雙重味Bc介子和雙重味重子的機(jī)制；利用QCD理論可信地計(jì)算出了它們的產(chǎn)生截面，展示了運(yùn)用QCD正確計(jì)算雙重味強(qiáng)子碎裂函數(shù)方法；ii).應(yīng)用推廣的瞬時(shí)BS方程等系統(tǒng)地計(jì)算了Bc介子主要衰變道的分支比，壽命和衰變常數(shù)等，總結(jié)出了在高能強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上利用頂點(diǎn)探測器觀測末態(tài)含Jps

3、i粒子過程發(fā)現(xiàn)Bc介子的建議等；iii).采用多方理論技巧，所完成的模擬Bc介子和雙重味重子產(chǎn)生的蒙特卡洛程序BCVEGPY和GENXICC效率高、實(shí)用，為高能實(shí)驗(yàn)組開展相關(guān)研究解決了難題，被廣泛采用。iv).找到了能夠良好處理有相對(duì)論大反沖的束縛態(tài)間衰變的反沖效應(yīng)的方法，并應(yīng)用到計(jì)算雙重味介子和重子的衰變。項(xiàng)目組上述的創(chuàng)新成果是對(duì)強(qiáng)子物理，QCD和電弱等理論的重要發(fā)展，有重要意義，并開起了國際上計(jì)算Bc介子、重夸克偶素和雙重味重子（其

4、中雙粲重子最輕）及其激發(fā)態(tài)的產(chǎn)生及其碎裂函數(shù)的理論研究熱潮；促使CDF實(shí)驗(yàn)組1998年首次觀測到Bc介子，LHCb實(shí)驗(yàn)組2017年發(fā)現(xiàn)首個(gè)雙重味重子（雙粲重子）等。項(xiàng)目組8篇代表性論文至今已被SCI他引了519次；項(xiàng)目組被公認(rèn)為理論上研究雙重味強(qiáng)子的專家，應(yīng)邀撰寫總結(jié)性輪文和多次在重要國際會(huì)議上作報(bào)告。因此本人提名項(xiàng)目組申報(bào)國家自然科學(xué)獎(jiǎng)。推薦該項(xiàng)目為國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。成果與實(shí)驗(yàn)一致，做的預(yù)言直接促成了CDF高能實(shí)驗(yàn)組1998年如項(xiàng)

5、目建議首次觀測到了Bc介子，以及LHCb實(shí)驗(yàn)組2017年發(fā)現(xiàn)了雙粲重子（最輕的雙重味重子）。項(xiàng)目組的8篇代表性論文被SCI他引519次，多次應(yīng)邀參加國際合作撰寫總結(jié)文章和在國際學(xué)術(shù)會(huì)議上報(bào)告等。因此本人提名項(xiàng)目組申報(bào)國家自然科學(xué)獎(jiǎng)。推薦該項(xiàng)目為國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。項(xiàng)目簡介項(xiàng)目簡介Bc介子是粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中唯一由兩種不同重味正、反夸克構(gòu)成的基態(tài)介子，雙重味重子是由兩個(gè)重味夸克和一個(gè)輕味夸克構(gòu)成的重子(其中雙粲重子Ξcc是最輕的)，人們

6、將這類介子和重子統(tǒng)稱為雙重味強(qiáng)子。它們在強(qiáng)子物理，標(biāo)準(zhǔn)模型的電弱理論和量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）研究中占據(jù)獨(dú)特地位。實(shí)驗(yàn)長期未發(fā)現(xiàn)它們，一時(shí)成了標(biāo)準(zhǔn)模型的缺憾?！瓸c介子物理及雙重味重子產(chǎn)生研究（理論）’項(xiàng)目組適時(shí)地開展了相關(guān)的研究，有所創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)，取得了多項(xiàng)成果，發(fā)展了理論，且做出了觀測這些強(qiáng)子的預(yù)言。在預(yù)言的指引下，實(shí)驗(yàn)上在1998年發(fā)現(xiàn)了Bc介子，2017年發(fā)現(xiàn)了雙粲重子。該項(xiàng)目在理論上的發(fā)展已得到實(shí)驗(yàn)的證實(shí)，8篇代表性論文被SCI他

7、引519次。該項(xiàng)目的部分成果曾獲得1996年中國科學(xué)院自然科學(xué)一等獎(jiǎng)和1999年中國物理學(xué)會(huì)吳有訓(xùn)物理獎(jiǎng)。項(xiàng)目成果可歸納如下：1.國際公認(rèn)該項(xiàng)目解決了國際公認(rèn)該項(xiàng)目解決了Bc介子產(chǎn)生的問題，發(fā)現(xiàn)了介子產(chǎn)生的問題，發(fā)現(xiàn)了‘單舉產(chǎn)生單舉產(chǎn)生’是Bc介子最有利的產(chǎn)生機(jī)制，并基于微擾子最有利的產(chǎn)生機(jī)制，并基于微擾QCD計(jì)算出的結(jié)果，對(duì)計(jì)算出的結(jié)果，對(duì)Bc介子產(chǎn)生做出了明介子產(chǎn)生做出了明確的預(yù)言；同時(shí)發(fā)現(xiàn)了重味夸克到雙重味介子的碎裂函數(shù)理論上的可

8、計(jì)算性，確的預(yù)言；同時(shí)發(fā)現(xiàn)了重味夸克到雙重味介子的碎裂函數(shù)理論上的可計(jì)算性，以實(shí)例展示了正確計(jì)算碎裂函數(shù)的方法。以實(shí)例展示了正確計(jì)算碎裂函數(shù)的方法。該項(xiàng)目在這方面的發(fā)現(xiàn)當(dāng)即受到國際上的廣泛重視，在國際上形成了計(jì)算各種雙重味強(qiáng)子碎裂函數(shù)的熱潮。2.發(fā)展的方法可信地計(jì)算出了發(fā)展的方法可信地計(jì)算出了Bc介子的一百多個(gè)主要弱衰變道的分支比，介子的一百多個(gè)主要弱衰變道的分支比，估算了估算了Bc介子的壽命等。介子的壽命等。發(fā)現(xiàn)Bc介子壽命相對(duì)長，指

9、出‘頂點(diǎn)探測器’在實(shí)驗(yàn)觀測Bc介子上的重要作用；并發(fā)現(xiàn)Bc介子衰變到含Jψ粒子的衰變道分支比相對(duì)大，指出實(shí)驗(yàn)應(yīng)充分利用這一類‘黃金衰變道’去發(fā)現(xiàn)Bc介子等。1998年CDF實(shí)驗(yàn)組正是參照該項(xiàng)目的這些預(yù)言，率先觀測到了Bc介子。3.該項(xiàng)目有多方面地創(chuàng)新，開發(fā)出了高效率、能很好模擬該項(xiàng)目有多方面地創(chuàng)新，開發(fā)出了高效率、能很好模擬Bc介子及其激發(fā)介子及其激發(fā)態(tài)的強(qiáng)產(chǎn)生，實(shí)驗(yàn)亟需的蒙特卡洛程序態(tài)的強(qiáng)產(chǎn)生，實(shí)驗(yàn)亟需的蒙特卡洛程序BCVEGPY；開

10、發(fā)出了高效模擬強(qiáng)產(chǎn)生；開發(fā)出了高效模擬強(qiáng)產(chǎn)生雙重味重子（雙粲重子雙重味重子（雙粲重子Ξcc等）的蒙特卡洛程序等）的蒙特卡洛程序GENXICC。TEVATRON上的CDF和D0實(shí)驗(yàn)組利用BCVEGPY分析了Bc介子的多個(gè)過程；LHC上的LHCb、CMS和ATLAS實(shí)驗(yàn)組正在應(yīng)用BCVEGPY開展更為深入的Bc介子的實(shí)驗(yàn)研究。2017年，LHCb實(shí)驗(yàn)組基于該項(xiàng)目組的預(yù)言并運(yùn)用GENXICC程序，通過模擬對(duì)比和分析所積累的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，觀測到了第