超越标准模型的味物理：相关粒子现象和理论研究

超越标准模型的"新物理"是当前粒子物理研究的中心内容之一。味物理正是通向和认识"新物理"的一条重要途径，它涉及"新物理"的众多方面，对揭示"新物理"及其所包含的物理规律将起到不可替代的作用。此外，在LHC即将运行之际，味物理研究具有重要的现实意义。它可以帮助我们了解"新物理"可能的结构，并为讨论LHC的实验现象和规划进一步的实验打下基础。探索超越标准模型的味物理现象和理论是本项目的基本研究方向。本项目的研究内容主要包括以下两个方面：一方面以超对称粒子理论为主要研究对象，结合实验数据对理论模型及相关实验现象进行研究，并在此基础上开展对相关超对称理论特别是超对称破缺及其传递机制的研究工作；另一方面运用理论手段构建模型并在此基础上探讨味问题和味结构。这两方面工作的共同目的是通过味物理的探讨为"新物理"的研究提供线索和思路。相信味物理的研究工作将会有力地推动基本粒子物理的进一步发展。

本项目的主要研究课题是超越标准模型的味物理。味物理和超越标准模型的新物理都属于当前粒子物理最重要的研究课题，并有着紧密的联系。一方面，标准模型是目前我们描述基本粒子和粒子现象的基础。然而很多实验、观测和理论线索都表明存在着比标准模型更基本的物理。因此，新物理的研究在微观粒子世界的探索中将起到至关重要的作用。另一方面，在通向和认识新物理的途径中，味物理是其中最为重要的途径之一。味物理的研究工作涉及新物理的众多方面，对于揭示新物理及其所包含的基本物理规律能够起到不可替代的作用。在当前这个大型强子对撞机LHC的时代，对味物理的研究仍然具有重要的意义。它能够帮助我们排除部分理论上自洽的新物理理论或限制其参数空间，探索新物理可能的结构， 并为LHC实验现象的讨论和进一步的实验规划提供重要的基础。这些正是探索味物理中超越标准模型的现象和理论的主要动机，也是本项目的宗旨所在。这个课题的研究范围很广泛，本项目在部分领域中开展了几项研究工作，提出和讨论了一些具有一定创新性的方法，得到了一些有价值的结果。具体来说，我们工作的主要内容和成果包括：1. 明确提出和探讨了一种计算基于离散对称性的轻子味混合矩阵的新方法，并给出了比较一般的情况下混合矩阵元的明确计算公式。我们发现这种方法比通常使用的群论方法更为简单，可以作为后者的有效补充。除了在简单情况下能给出所有可能的混合矩阵，也能有效地应用于复杂的情况，比如我们用这种方法首先得到了Delta(600)群对应的混合矩阵。2. 我们首先发现代数数论在与上面的轻子味混合计算的新方法相结合时，能为相关讨论提供一种有效的数学工具。在此基础上我们还讨论了一些具体应用。3. 我们探讨了一种描述轻子味混合偏离其零阶近似的方法以及它在混合矩阵参数化中的应用，并利用该方法得到了混合矩阵的一种新的参数化形式。我们称之为trimaximal-Cabibbo混合，并讨论了其理论解释与唯象应用。除了这些之外，我们还在相关领域开展了其它一些研究工作，包括模型构建、强相互作用系统等。