在粒子物理学研究领域,一项重大突破性发现近日引发国际学界关注。
欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机底夸克实验组(LHCb)正式宣布发现新型粒子单电荷双粲重子,这一成果由中国科学家领衔的国际科研团队完成。
此次发现的单电荷双粲重子由两个粲夸克和一个下夸克构成,其质量约为质子的四倍。
与普通质子不同,这种特殊粒子中的两个上夸克被更重的粲夸克取代,形成独特的物质结构。
这一发现验证了上世纪60年代夸克模型的理论预测,填补了重子研究领域的重要空白。
粒子物理学界长期面临重子观测的技术难题。
由于大多数强子极不稳定且寿命短暂,科学家必须借助大型强子对撞机等高能实验装置,通过分析粒子衰变产物来反推原始粒子特性。
此次研究团队创新性地开发了基于人工智能的触发算法和数据合并技术,成功克服了"克隆"粒子干扰等观测障碍。
值得关注的是,这是LHCb探测器2023年升级后首次发现的新粒子,也是继2017年发现双电荷双粲重子后,科学家时隔近十年再次观测到含两个重夸克的重子。
实验数据显示,新发现的单电荷双粲重子寿命更短,观测难度更大,这一特性为研究强相互作用的量子效应提供了独特样本。
研究团队核心成员、中国科学院大学何吉波教授带领的本科生团队在研究中发挥了关键作用。
韩书钰开发的机器学习算法显著提升了粒子识别精度,张丹熠优化的数据采集方法为后续研究奠定基础,张淋诺则在探测器校准方面作出重要贡献。
该国际合作项目还汇聚了英国爱丁堡大学、意大利国家核物理研究院等机构的科研力量。
业内专家指出,这一发现具有多重科学价值。
LHCb发言人温琴佐·瓦尼奥尼表示,新粒子将帮助验证量子色动力学模型,深化对强相互作用机制的理解。
曼彻斯特大学教授克里斯·帕克斯评价称,该成果为研究四夸克态、五夸克态等奇特强子提供了新思路。
从短寿命强子的微弱信号中“辨认新成员”,考验的不只是探测器性能与计算方法,更体现基础研究的长期投入与国际协作的合力。
单电荷双粲重子的观测,为强相互作用研究增添了关键证据,也提示人们:在大科学装置与青年人才共同驱动下,人类对微观世界基本规律的认识仍在持续向前推进。