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正反费米子对在强子对撞机上产生中的正费米子的相空间分布与反费米子的相空间分布有差异(不对称性)，研究这种差异可以抽取反应过程背后的动力学，从而精确检验标准模型，发现超出标准模型的新物理，并区分不同的新物理模型。因为正费米子与反费米子的电荷一般不同，这种不对称性我们可以一般称为电荷不对称性。当所关心的过程的事例数有限时，由于存在统计涨落，我们必须首先定义观测量，即对一定相空间积分。我们这里先从正费米子定义某个观测量Of，然后对反费米子以同样的方式定义另一个观测量Of，如果Of与Of不相等，那就说O具有电荷不对称性。我们还可以进一步定义一个运算F(Of，Of)，用来衡量这种不对称性的程度。我把F称为电荷不对称性大小或简称电荷不对称。研究在不同加速器上如何定义电荷不对称，从而更好地抽取物理信息是一个重要的研究课题。
Tevatron上测量了正反顶夸克对产生的前后不对称(在CP不变性假设下，它等价于朝前区域的正反顶夸克的电荷不对称)，测量值大于标准模型理论预言值，最大偏离度为3.4σ。很多研究者从新物理角度来解释这个偏离。一些研究者提出了改变费米子味道的新的矢量粒子Z’。虽然它可以解释前后不对称的偏离，但它使得截面关于费米子对不变质量的微分分布与实验测量有了较大的偏离。我与合作者计算了Z’新物理过程的量子色动力学(QCD)修正，得到了更准确的理论预言。在更准确的理论预言下我与合作者发现，截面关于不变质量的微分分布没有得到根本改善，依然与实验有较大偏离。另外，新物理中可以解释tt不对称偏离的参数空间比之前基于领头阶所估计的参数空间更小。另一些研究者提出了轴胶子(axigluon)模型，该模型中包含一个质量较大的具有手征耦合性质的颜色八重态的矢量粒子，为了解释实验，它与顶夸克的轴矢耦合系数和与上夸克的轴矢耦合系数的符号是相反的。但是，ATLAS上最新的di-jet实验排除了轴胶子模型的能够解释前后不对称的参数空间。我与合作者则提出了另一种可能性：即引入一个轻质量的具有手征耦合性质的颜色八重态粒子(ZC)，它与顶夸克的耦合系数远大于与其它轻夸克的耦合系数；尤其值得注意的是，它与顶夸克的轴矢耦合系数和与上夸克的轴矢耦合系数的符号是相同的。该模型能很好地解释前后不对称并且能保持截面关于不变质量的微分分布与实验有很好的符合。
Tevatron上测量正反项夸克的前后不对称，目前其统计显著性还并不高，如何在LHC上进一步检验是一个非常重要的问题。LHC是目前最高能的粒子对撞机，它未来的积分亮度也会非常巨大，所以构建LMC上的电荷不对称观测量来研究背后的各种物理机制也是很有意义的。值得注意的是，LHC是质子-质子对撞机，所以不对称的定义相对于质子-反质子对撞机Tevatron需要适当的修改。人们已经构建了两种被称为“快度依赖的前后不对称”(rapidity dependent forward backward asymmetry，ARFB)和“中心电荷不对称”(central charge asymmetry，AC)的LHC上的电荷不对称观测量。我与合作者也定义了一种与ARFB类似被称为单边前后不对称(one-side forward backwardasymmetry，AOFB)的新的LHC上的电荷不对称观测量。我与合作者计算了标准模型中QCD NLO对顶夸克的AOFB的贡献，并把它和AC作了细致的比较，结果表明AOFB的最大不对称显著度远远大于AC的。我们的计算还表明ARFB与AOFB的最大不对称显著度非常接近。当用AOFB和ARFB研究LHC上的顶夸克物理时，会有一定的四动量重建的不确定性，因为它们要利用顶夸克对的两种衰变道t→bjj和→blv的动量信息，其中v在实验上是测不到的。而AC则没有这种动量重建的不确定性，因为它只利用其中t→bjj的动量信息。认识到这一点后，我与合作者又定义了一种被称为“边缘电荷不对称”(edge charge asymmetry，AE)的新的LHC上的电荷不对称观测量，它也和AC一样没有上述的四动量重建不确定性。我与合作者还计算了QCD NLO对顶夸克的AE的贡献，结果表明AE的最大不对称显著度明显大于AC的。
我与合作者利用LHC上包括我们所建议的电荷不对称在内的4种电荷不对称观测量开展了对一些物理问题的研究。首先，我与合作者关注到LEP上测量e+e-→bb的前后不对称中观测到了大于2σ的异常。我与合作者研究了通过LHC上的bb的单边前后不对称的测量来检验bb的其它产生过程qq→bb是否存在类似的异常。我们的计算表明，为了达到LEP上的测量精度，7TeV的LHC和14 TeV的LHC分别需要∈()=9.8fb-1和∈()=5.0fb-1的有效积分亮度。然后，我与合作者还讨论了利用LHC上的电荷不对称来区分不同的Z’模型。在LHC上，利用l+l-、bb和tt仨种末态的电荷不对称的测量，可以较好地区分开具有不同手征耦合性质的Z’模型。当两个Z’模型的手征耦合性质较为接近时，用电荷不对称的优化选择来提高电荷不对称对Z’模型的区分能力将变得重要。