项目名称Bc介子物理及双重味重子产生的研究理论Word下载.docx
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指出了单举进程是最有利产生Bc介子和双重味重子的机制；
利用QCD理论可信地计算出了产生截面，展示了运用QCD因子化正确计算双重味强子碎裂函数方式，引领了国际上计算双重味碎裂函数和用于双重味强子的产生的计算；
应用推行的瞬时BS方程方式系统计算了Bc介子主要衰变道的分宽度，寿命和衰变常数等，总结出在高能强子对撞机上利用极点探测器观测末态含J/psi粒子进程来发觉Bc介子的建议。
1998年CDF实验组如项目组建议第一次观测到Bc介子。
项目所完成的理论蒙特卡洛产生子程序BCVEGPY和GENXICC被国际高能实验组广为采用。
2017年LHCb高能实验组利用GENXICC模拟分析所取得的数据，发觉了首个双重味重子（双粲重子）。
已有实验结果与项目组的预言对比和蒙特卡洛程序的应用表明项目组的理论与实验观测相符。
推荐该项目为国家自然科学奖二等奖。
赵政国、中国科学技术大学、中科院院士、粒子物理
Bc介子和双重味重子（双粲重子最轻）统称为双重味强子，是粒子物理标准模型预言的强子谱的重要成员，是实验长期重点寻觅的粒子，具有重要意义。
项目组针对实验的需求，深入地开展了相关的理论研究，取得多项具有重要价值的理论发觉。
在实验发觉Bc介子和发觉首个最轻双重味重子中起了专门大作用。
项目组所完成的高效蒙特卡洛模拟产生Bc介子和双重味重子的程序BCVEGPY和GENXICC，现已被国际众多实验组采用，成为实验研究的得力工具。
国内、外同行公认项目组是研究双重味强子的理论专家，项目组的8篇代表性论文至今被SCI库他引了559次。
项目组利用量子色动力学计算了在正负电子对撞机和强子对撞机中产生Bc介子和双重味重子的截面，揭露出正确计算双重味强子碎裂函数的方式等，发觉了单举产生是最有利的产生机制；
系统计算和对比了Bc介子重要衰变道的分支比和寿命等，指出在高能强子对撞机上通过极点探测器观测末态含J/psi的衰变道去寻觅Bc介子是最佳途径。
1998年CDF实验组正是如项目建议第一次观测到Bc介子。
以后随着数据的积累，CDF，D0和LHC上的LHCb、CMS等高能强子对撞机的实验组利用BCVEGPY结合探测器具体情形模拟分析了Bc介子的多个相关过程，加深了人们对Bc介子的熟悉，并得出理论与实验相符合的结论。
2017年LHCb实验组在项目组的预言下，利用GENXICC程序分析所取得的数据率先发觉了双粲重子。
孙昌璞、北京计算科学中心、中科院院士、理论物理
Bc介子和双重味夸克与一轻味夸克生成的重子及它们的激发态，明显具有两种重味道，是标准模型中能存在的双重味强子。
深入研究它们，对深切探索物质的大体结构和组成，理解量子色动力学等有重大意义。
项目组在双重味强子的研究上取得了多项重要功效，引领了CDF、LHCb实验组发觉Bc介子和首个双重味重子（双粲重子），推动了CDF，D0和LHCb，ATLAS、CMS等多个国际高能实验组开展相关研究，项目组功效的正确性在误差范围内被实验证明。
8篇项目组代表性论文被SCI库他引559次，作为专家应邀参加国际合作撰写总结文章，多次在国际学术会议上报告。
项目组重要功效：
发觉‘单举产生’是产生Bc介子等的最有利机制；
在此机制下利用量子色动力学正确地计算出了它们及其激发态在正负电子对撞机和强子对撞机中的产生截面，解决了理论计算‘产生’的难题。
给出了计算双重味强子碎裂函数的方式，并应用于产生进程，促成在国际上计算双重味强子碎裂函数的热潮。
推行瞬时BS方程方式，计算了Bc介子的寿命、重要的衰变道的分宽度，总结出利用极点探测器通过观测末态含J/psi的衰变道去发觉Bc介子的建议。
1998年CDF高能实验组如建议第一次观测到了Bc介子。
撰写的高效蒙特卡洛产生子程序BCVEGPY和GENXICC被国际众多高能实验组采用。
2017年LHCb实验组利用了GENXICC模拟分析取得的实验数据发觉了最轻的双重味重子（双粲重子）。
项目简介
Bc介子是粒子物理标准模型中唯一由两种不同重味正、反夸克构成的介子，双重味重子是由两个重味夸克和一个轻味夸克组成的重子（双粲重子是其中最轻的），通常可将它们统称为双重味强子。
它们可用于同时研究两种重味道，在标准模型中占据独特地位。
虽然人们一直在寻觅双重味强子，可是在本项目之前，它们一直未被实验发觉。
本项目做出了多项理论创新，取得的研究功效和完成的蒙特卡洛产生子程序，对发觉Bc介子及其后续的实验研究，和对2017年实验上第一次发觉双粲重子，均发挥了重要作用。
8篇代表性论文的SCI他引用数559次。
关于Bc介子的功效曾由张肇西等为代表，曾取得了1996年中国科学院自然科学一等奖和1999年中国物理学会吴有训物理奖。
本项目在国际上公认解决了Bc介子产生的理论问题。
率先发觉‘单举产生’是产生Bc介子和双重味重子的最有利机制，并提出严格的产生截面计算方案：
将非微扰效应因子化为Bc介子波函数的原点值，从而可应用微扰量子色动力学严格计算出Bc介子和双重味重子（包括它们的激发态和反粒子）的产生截面。
第一次正确的计算出了双重味强子的碎裂函数，该方式受到广泛重视，当即在国际上形成了计算各类双重味强子碎裂函数的热潮。
做出了指导性结论‘在正负电子对撞机上只有在Z-玻色子共振峰处“有机缘观测到Bc介子”，而只有在世界上的最高能的强子对撞机上才能产生足够多供实验观测的Bc介子’。
项目应实验探测的需求，完成了高效的、实用的可模拟Bc介子和双重味重子强产生的蒙特卡洛产生子程序，BCVEGPY和GENXICC，为国际诸多实验组普遍采用。
本项目正确估算了Bc介子的寿命，计算了其主要衰变道的分宽度等。
衰变产物中含J/之类的双重味介子的衰变道，虽然Bc和J/psi的内部组分的运动是非相对论性的，而二者的质量差大，衰变产物J/psi可取得相对论性的大反冲，为此咱们进展了‘洛伦兹协变的瞬时近似’的贝特-萨皮特方程等一套方式，成功地使所计算的跃迁矩阵元‘固有’地计入了大反冲效应，成为国际上被肯定的计算Bc介子衰变途径之一。
总结出Bc介子寿命相对长，衰变末态含J/psi介子的道的分支比相对大等，建议实验利用极点探测器、通过观测末态含J/psi介子的道去发觉Bc介子。
参照本项目的预言，1998年CDF实验组在TEVATRON上第一次观测到Bc介子。
以后的实验，包括CDF，D0组和LHC上的LHCb、CMS等实验组应用上了本项目的蒙特卡洛产生子BCVEGPY，进一步开展了Bc介子多方面的研究，证明了在实验误差和理论不肯定性范围内实验结果与项目理论预言一致。
项目组研究功效和GENXICC程序对LHCb实验组发觉首个双粲重子起了重要作用。
2017年，正是利用GENXICC模拟分析所取得的数据，LHCb实验组发觉了首个双重味重子，在发表发觉双粲重子的论文时LHCb实验组对本项目成果做了引用和多方面致谢。
客观评价
本项目对Bc介子的产生、衰变和寿命以及双重味重子Xicc等的产生进行了全面系统研究。
8篇代表性论文的SCI他引数559次。
项目的前期功效以张肇西院士等为代表，曾获1996年中国科学院自然科学一等奖[附件-21]和1999年中国物理学会吴有训物理奖[附件-22]。
科学发觉点-1（代表性论文-1,3,4,6）和科学发觉点-2（代表性论文-1,5）的客观评价。
此两个科学发觉点的初创性和领先性取得国际承认：
1.国际多个理论组的引用表明：
本项目最先发觉‘单举产生方式’是产生Bc介子的最有利机制并完成详细理论推导。
Baranov指出咱们研究是“Bc（*）介子完整产生机制上的庞大成功”[附件-25]；
国内赵光达院士认同咱们结论“在高能正负电子对撞机上有可能发觉Bc介子,在强子对撞机上可产生足够多的Bc介子”，并基于此探讨了从Bc介子衰变进程中观测CP破坏效应的可能性[附件-25]。
本项目完成的Bc介子及其激发态的强产生性质，取得实验证明，如LHCb实验组基于在8TeV能量下取得的测量结果指出“实验测到的Bc介子横动量散布与快度散布可用完整的s4-阶强产生机制的理论计算专门好描述”[代表性引文-8]。
2.本项目在国际上最早提出碎裂函数方式，通过求解Bc介子碎裂函数演示了微扰计算碎裂函数的正确方式，引领了那时国际上计算各类双重味强子碎裂函数的热潮。
本项目工作取得国际高能物理领域的充分认可，从国际典型引用来看，本项目论文比其他作者的类似工作发表的时刻都要早。
例如：
美国费米实验室Eichten和Quigg教授（两人为美国物理学会理论物理奖取得者）指出是咱们发觉“碎裂函数是夸克偶素产生中的重要因素”[代表性引文-1]；
Bodwin，Braaten和Lepage教授（Lepage为奖取得者）在提出非相对论量子色动力学的经典论文中指出咱们“完成了从重夸克到S-波夸克偶素碎裂函数的领头阶计算”[附件-27]；
欧洲核子中心资深专家Mangano教授等指出是咱们发觉“可微扰计算粲夸克偶素的碎裂函数”；
Braaten等在综述中表明是咱们指出“Bc（*）介子的能量散布可用碎裂函数来描述”[附件-28]；
Kniehl和Kramer指出是咱们发觉“碎裂机制在大横动量区域占主导地位”[附件-28]；
Kiselev和Likhoded等指出咱们“基于碎裂函数给出了Bc介子强产生的解析表达式”[附件-29]。
3.国际重夸克偶素合作组在两篇著名综述《重夸克偶素物理》（欧洲核子中心2004年黄皮书，该文据Inspires数据库已被引819次）和《重夸克偶素：
进展、困惑和机缘》，该文据Inspires数据库已被引1194次）中关于Bc介子产生的章节大量引述项目组研究功效，反映出咱们的Bc介子研究功效及水平已获国际同行的充分认可[附件-23,24]。
科学发觉点-3（代表性论文-1,2）和科学发觉点-4（代表性论文-2,8）的客观评价。
此两个科学发觉点受到的重视和科学发觉点-1,2,3,4在实验发觉和观测Bc介子中所发挥了重要作用：
1.本项目估算出Bc介子的寿命与当前实验平均值在误差范围内一致。
本项目提出的解决Bc介子衰变时的‘相对论性’大反冲效应的方案取得国际高能物理领域的充分认可，被多个理论组作为重要解决方案多次引用，所得到的计算结果被认真地与其它各类方案的结果进行系统比较[代表性引文-3,5]。
2.上世纪九十年代LEP上的三个实验组：
OPAL、DELPHI和ALEPH，在寻觅Bc介子的尝试中将咱们工作作为理论基础[附件-32,33]：
如OPAL组指出“重建效率对Bc介子横动量的依赖性可能通过比较基于文献[2]散布结果的重建效率来取得”（文献[2]指代表性论文-1）；
DELPHI组引用“Bc介子寿命可用文献[13]的公式来估算”（文献[13]指代表性论文-2）。
3.1998年美国Tevatron强子对撞机上的CDF组通过观测Bc介子含J/的黄金衰变道发觉了Bc介子，在发表的实验论文中引用了本项目多篇论文作为理论基础[代表性引文-4]。
CDF组在后续研究中多次引用本项目理论功效[代表性引文-6,附件-34]。
至今大多数观测Bc介子的实验，仍是通过观测J/（或’）和级联衰变到一对轻子实现的[附件-35,36,37,38]。
科学发觉点-5（代表性论文-7）的客观评价。
该科学发觉点在国际高能物理实验研究Bc介子以及双重味重子的重要价值和意义取得肯定：
1.CDF组于2006年后开始采用BCVEGPY程序生成的数据作为基础完成相关数值模拟分析[代表性引文-6]，并在多篇论文[附件-34]中特新颖谢。
2.欧洲核子中心大型强子对撞机上的CMS组将本项目功效作为基础文献加以引用。
CMS组指出“BCVEGPY与PYTHIA程序结果是一致的”,“为节约CPU运行时刻，决定采用BCVEGPY来模拟产生Bc介子”[代表性引文-2]，这些历经多项对比及查验的结论增进了BCVEGPY被普遍同意并采用。
3.欧洲核子中心大型强子对撞机上的LHCb组最近几年来完成了对Bc介子性质的多项观测。
他们均将咱们的理论功效作为基础文献引用，并以BCVEGPY程序为基础完成多项重要实验发觉并多次表明“采用专用程序BCVEGPY模拟产生Bc介子”，“BCVEGPY模拟结果专门好的描述了观测结果”[附件-36,37,38]。
4.欧洲核子中心大型强子对撞机上的LHCb组在2017年基于GENXICC程序[附件-40]完成相关数值模拟分析，首次实验发觉双重味重子Xicc++[附件-39]。
代表性论文专著目录：
序号
论文专著名称/
刊名/作者
影响因子
（2017）
年卷页码
发表时间
年月日
通讯作者
第一作者
国内作者
SCI他引次数
他引
总次数
是否国内完成
1
ProductionofBcor（Bc）over-barmesonsassociatedwithtwoheavy-quarkjetsinZ0decay&
Erratum/Chao-HsiChang（张肇西），Yu-QiChen（陈裕启）
1992年46卷3845页
1992年11月1日
张肇西
张肇西，陈裕启
105
是
2
DecaysoftheBcmeson/Chao-HsiChang（张肇西）,Yu-QiChen（陈裕启）
1994年49卷3399页
1994年4月1日
149
152
3
TheBcand（B）Bar（c）MesonsAccessibletoExperimentsbyZ0BosonDecay/Phys.Chao-HsiChang（张肇西），Yu-QiChen（陈裕启）
1992年284卷127页
1992年1月15日
77
4
HadronicproductionoftheBcmesonatTeVenergies/Chao-HsiChang（张肇西），Yu-QiChen（陈裕启）
1993年48卷4086页
1993年11月1日
67
５
PerturbativeQCDpredictionsforthefragmentationfunctionsoftheP-wavemesonswithtwoheavyquarks&
Erratum/Yu-QiChen（陈裕启）
1994年48卷5181页
1994年月日
陈裕启
陈
裕
启
54
6
OnhadronicproductionoftheB（c）meson/Phys.Chao-HsiChang（张肇西），Yu-QiChen（陈裕启）,Guo-PingHan（韩国平）,Hong-TaoJiang（江洪涛）
1995年364卷78页
1995年12月14日
张肇西，陈裕启，韩国平,江洪涛
21
7
:
AnupgradedversionofthegeneratorBCVEGPYwiththeadditionofhadroproductionoftheP-waveBcstates/Chao-HsiChang（张肇西），Jian-XiongWang（王建雄），Xing-GangWu（吴兴刚）
2006年174卷241页
2006年2月1日
张肇西，王建雄，吴兴刚
8
DecayconstantsofheavyvectormesonsinrelativisticBethe-Salpetermethod/Guo-LiWang（王国利）
2006年633卷492页
2006年2月16日
王国利
38
合计
559
562
主要完成人情形：
1.姓名：
技术职称：
研究员；
中国科学院院士
完成单位：
中国科学院理论物理研究所；
工作单位：
个人排名：
曾获国家奖情形：
无
对本项目主要奉献：
提出研究的问题、主持并参与了《Bc介子物理及双重味重子产生的研究（理论）》这一项目的主体研究工作，负责项目（大部份）论文的撰写，把关、定稿，回答审稿人的问题，代表项目组做学术报告等。
2.姓名：
中国科学院百人计划
参加了在正负电子对撞机和强子对撞机上产生Bc介子的研究，在微扰QCD框架内计算了Bc介子产生截面，在双重味介子碎裂函数微扰计算和Bc介子基态及P-波态碎裂函数的推导及计算方面做出了奉献；
采用协变的非相对论瞬时近似模型，参加了Bc介子寿命的估量和弱衰变的研究，计算出了Bc通过弱衰变到众多衰变道的分宽度等。
3.姓名：
吴兴刚
教授；
教育部新世纪优秀人材，国家杰出青年基金获得者
重庆大学；
重庆大学
完成了Bc介子及双重味重子在强子对撞机上产生机制的系统研究,包括QCD计算中对处置重味质量效应的改良，完整的理论不肯定性的分析等方面做出了奉献；
另外，基于螺旋度振幅方式完成了Bc介子及双重味重子强产生机制的解析公式推导，进一步采用多种技能，使蒙特卡洛产生子程序BCVEGPY及GENXICC高效、实用，并按照理论家和实验家的需要及时对产生子进行升级等。
4.姓名：
教授
哈尔滨工业大学；
哈尔滨工业大学
在进展基于瞬时贝特-萨皮特方程计算Bc介子衰变的理论公式方面做出了奉献；
系统求解了各个种类介子所知足的瞬时萨皮特方程，取得了相应的相对论波函数及衰变常数和质量谱等，知足了Bc介子产生和衰变计算的需要；
参加了Bc介子弱衰变的系统研究，采用协变的相对论瞬时近似模型计算了Bc介子衰变到粲偶素基态和激发态各衰变道的分宽度等。
5.姓名：
王建雄
研究员
中国科学院高能物理研究所；
中国科学院高能物理研究所
5
利用了连年来开发出的自动化计算系统FDC的优势，实现了强产生Bc介子及高激发态和双重味重子等的自动化计算：
在自动化计算系统FDC中实现了双重味介子、双重味重子的S-波，P-波态的完全自动化计算，并用于本项目的研究，提高了项目公式推导和数值计算的效率，并应用到产生子程序BCVEGPY及GENXICC中。
完成人合作关系说明：
第一完成人张肇西从1989年起提出课题至今，为项目制定了项目的核心研究内容，主持并参与了本项目的主体研究和把关，担任了项目组大多数论文的通信作者，负责论文的发表，是本项目的领头人。
第二完成人陈裕启从1991年作为第一完成人的博士生起即接触到本项目的研究。
在第一完成人指导下开展本项目研究，并在多方面做出了重要奉献。
很早就成了本项目研究工作的主要骨干。
第三完成人吴兴刚从2000年作为第一完成人的博士生起至今从指导下的研究生到合作人，一直围绕本项目开展研究工作。
特别是在本项目的双重味强子的强产生和蒙特卡洛产生子程序的撰写及升级方面做出了突出奉献。
连年来成了本项目研究工作的主要骨干。
第四完成人王国利从1996年作为第一完成人的博士生开始接触到本项目课题至今，从指导下的研究生到合作人，开展了本项目的Bc介子衰变和双重味束缚态方面的研究，并做出了重要奉献，连年来成了本项目研究工作的主要骨干。
第五完成人王建雄从2002年起至今，利用他连年来开发的自动化计算系统FDC，为项目实现了Bc介子及其激发态和双重味粒子强产生的自动化计算，对项目做出了重要奉献，连年来已成为本项目研究工作的主要骨干。
。
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