项目名称bc介子物理及双重味重子产生的研究（理论）

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1、项目名称：Bc介子物理及双重味重子产生的研究（理论）推荐单位：中国科学院理论物理研究所主要完成人：张肇西（中国科学院理论物理研究所）、陈裕启（中国科学院理论物理研究所）、吴兴刚（重庆大学）、王国利（哈尔滨工业大学）、王建雄（中国科学院高能物理研究所）学科评审组：物理与天文学科专家推荐意见推荐专家：蔡荣根、中国科学院理论物理研究所、中科院院士、理论物理提名意见：Bc介子与双重味重子（其中双粲重子最轻）及其激发态明显具有两种重味道统称为双重味强子，它们在标准模型理论中占据独特地位。由于对它们的性质和产生困难认识的缺乏，实验很晚才发现它们。项目组对双重味强子进行的系统研究成果和计算

2、模拟产生的计算程序等，对实验发现Bc介子和发现双重味重子起了极其重要的作用，同时理论经受到广泛实验检验。项目组8篇代表性论文至今已被SCI库他引559次；项目组被国内、外同行公认为理论研究双重味强子的专家，应邀撰写总结性论文，多次在重要国际会议上作报告等。项目组取得的突出的成果：指出了单举过程是最有利产生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法，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；应用推广的瞬时BS方程方法系统计算了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

3、子对撞机上利用顶点探测器观测末态含J/psi粒子过程来发现Bc介子的建议。1998年CDF实验组如项目组建议首次观测到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，发现了首个双重味重子（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。推荐专家：赵政国、中国科学技术大学、中科院院士、粒子物理提名意见：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

4、子谱的重要成员，是实验长期重点寻找的粒子，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现。在实验发现Bc介子和发现首个最轻双重味重子中起了很大作用。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，揭示出正确计算双重味强子碎裂函数的方法等，发现了单举

5、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顶点探测器观测末态含J/psi的衰变道去寻找Bc介子是最佳途径。1998年CDF实验组正是如项目建议首次观测到Bc介子。之后随着数据的积累，CDF，D0和LHC上的LHCb、CMS等高能强子对撞机的实验组利用BCVEGPY结合探测器具体情况模拟分析了Bc介子的多个相关过程，加深了人们对Bc介子的认识，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现了双粲重子。推荐该项目为国家自然科学奖二等奖。推荐专家：孙昌

6、璞、北京计算科学中心、中科院院士、理论物理提名意见：Bc介子和两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，对深入探索物质的基本结构和组成，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成果，引领了CDF、LHCb实验组发现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，项目组成果的正确性在误差范围内被实验证实。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

7、告。项目组重要成果：发现‘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法，并应用于产生过程，促成在国际上计算双重味强子碎裂函数的热潮。推广瞬时BS方程方法，计算了Bc介子的寿命、重要的衰变道的分宽度，总结出利用顶点探测器通过观测末态含J/psi的衰变道去发现Bc介子的建议。1998年CDF高能实验组如建议首次观测到了Bc介子。撰写的高效蒙特卡洛产生子程