重味物理是研究重味夸克(如底夸克和頂夸克)的物理性質和相互作用的領域,它是高能物理的一個重要分支。該領域主要關注以下幾個方面:
精確檢驗標準模型。通過研究重味粒子的衰變和產生,物理學家能夠測試標準模型的準確性和局限性。
尋找新物理信號。特別是通過尋找電荷-宇稱聯合對稱性(CP)破壞的跡象,來探索宇宙中正反物質不對稱性的原因。
研究新強子態。通過觀察新的粒子態和相互作用,深入了解夸克和膠子的複雜行為。
近年來,隨著B介子工廠、北京正負電子對撞機和西歐大型強子對撞機等設施的運行,重味物理取得了重大進展。例如,B介子系統中發現的CP破壞現象,為研究宇宙中正反物質不對稱性提供了重要線索。此外,重味介子的非輕衰變研究推進了對量子色動力學和因子化的理解。一些觀測到的反常現象,如RK(*)和R(D(*))的測量值與標準模型預測不符,可能預示著新物理的存在。
未來,隨著Belle-II、國際直線對撞機、環形正負電子對撞機、超級Z工廠等高精度、高能量對撞機的運行,重味物理研究有望進入一個新的黃金時期,為探索基本粒子和宇宙的奧秘提供更多關鍵信息。