世界各国成千上万的研究人员经过数十年艰苦卓绝的努力,终于在2012年欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)实验中(ATLAS和CMS)发现了期待已久的希格斯玻色子-它用来解释其它基本粒子的质量起源。希格斯粒子的发现为粒子物理标准模型奠定了最后关键的基石,被美国《Science》杂志评为2012年度最重大的科学发现,媒体常称之为“上帝粒子”。2013年两位理论物理学家Francois Englert和Peter W. Higgs因成功预言希格斯粒子的存在而荣获2013年度诺贝尔物理学奖。希格斯粒子发现后,世界高能物理学界重新思考今后基础物理学的研究方向。中国科学家综合考虑重大科学前沿目标,尖端技术革新、创新型人才培养和国家大科学装置远景规划等多方面因素,大胆提出了在中国本土建造下一代大型正负电子对撞机-超级质子对撞机(CEPC-SppC)的设想。用“希格斯工厂”大量制造希格斯粒子来精确研究其性质,深入研究基本粒子质量的起源,在高能量前沿探索超出标准模型的新物理,为未来基础物理学指引方向。正如诺贝尔物理学奖得主David Gross所说,“现在中国有一个很好的机会在自然科学基础研究方面起领导作用……我把这个梦想叫做‘中国大加速器(The Great Accelerator)’,这会和长城(The Great Wall)一样引人瞩目,但会比长城作用更大”。本报告将介绍希格斯粒子的重要理论预言,如何在实验上寻找和发现希格斯粒子,以及后希格斯时代的国际格局,中国科学家如何应对机遇和挑战,在粒子物理领域迎头赶上,争取在今后几十年成为该领域的主导者和领跑者。
杨海军,上海交通大学物理与天文系教授,粒子物理宇宙学研究所副所长,博士生导师,粒子物理学科带头人。2000年获中国科学院高能物理研究所和瑞士联邦理工学院 (Swiss Federal Institute of Technology, Zurich) 联合培养博士学位。2000年至2012年在美国密歇根大学(University of Michigan, Ann Arbor) 物理系任职。2012年起受聘上海交通大学物理与天文系教授。2013年起任中国大型环形正负电子对撞机-超级质子对撞机(CEPC-SPPC)项目执行委员会成员。先后参与欧洲核子研究中心(CERN)大型正负电子对撞机(LEP)的L3实验(1997-2005),美国费米国立加速器实验室(Fermilab) 的MiniBooNE实验(2003-2009)和欧洲核子研究中心大型强子对撞机(LHC)的ATLAS实验(2005-至今)。目前是上海交通大学对撞机实验组的负责人,主要参与大型强子对撞机的ATLAS国际合作实验,是ATLAS实验组大批量数据处理和分析的联络人之一。通过高能带电粒子的剧烈碰撞来模拟宇宙大爆炸初期的高温高能状态,研究物质最深层次的结构和粒子之间的相互作用力,探索粒子质量的来源及宇宙的起源等基本问题。从2000年起致力于在LEP 和LHC上寻找
Higgs玻色子,这是粒子物理标准模型理论中最后被探测到的关键粒子,用来解释其它基本粒子的质量来源。2012年7月4日CERN宣布在LHC上发现Higgs玻色子,他通过Higgs->ZZ*->4l “黄金衰变道”寻找Higgs粒子,对Higgs玻色子的划时代发现做出了重要的贡献 [Phys. Lett. B 716 (2012) 1-29]。希格斯粒子的发现被美国《科学》杂志评为2012年度最重大的科学发现。2013年两位预言希格斯粒子存在的理论家(Francois Englert和Peter W. Higgs)获得诺贝尔物理学奖。
2004年起,他在研发和运用先进的“推进的决策树”(Boosted Decision Trees, BDT)方法做粒子鉴别领域作出了开创性的工作,该算法已收录进CERN的TMVA多变量数据分析软件包, 并广泛应用于十多个大型国际合作实验的数据分析,重要的研究成果包括在欧洲核子研究中心CERN 的LHC上发现希格斯玻色子和在美国Fermilab 的Tevatron上发现单顶夸克等。