什麼新粒子、中國科學家對其發現有關鍵貢獻？

知識 07-07

2017-07-06 楊露平，張凌知識分子

根據夸克模型，由u, d, s, c夸克可以組成的自旋為1/2的基態重子，圖中最上層包含三個雙粲重子目前只發現了一個。圖片來源：清華大學高原寧課題組

撰文｜楊露平，張凌

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北京時間7月6日，歐洲核子研究中心（CERN）大型強子對撞機（LHC）上的LHCb實驗組宣布發現雙粲重子

，歐洲核子研究中心專門對該研究成果進行了新聞發布。LHCb國際合作組已將研究論文提交至《物理評論快報》（Physical Review Letters）。

按照夸克模型的分類，重子由三個夸克組成，質子和中子是最廣為人知的重子。自然界中存在六種不同夸克：u, d, s, c, b, t。前三種較輕，後三種較重。理論預期存在很多種具有不同組分的重子。被稱為雙粲重子的

含有兩個c夸克（中譯為「粲夸克」）和一個u夸克（中譯為「上夸克」），帶兩個單位電荷。以往發現的重子最多含有一個重夸克，

是實驗上首次發現的含兩個重夸克的重子。由於c夸克質量遠大於u夸克，

的內部結構預期迥異於普通重子，對其性質的細緻研究將有助於人類深入理解物質的構成和強相互作用力的本質。

LHCb是歐洲核子研究中心大型強子對撞機上的粒子物理實驗裝置之一，合作組由來自16個國家72個單位的1185名成員組成。從2010年LHC開始運行以來，LHCb實驗取得了一系列重要研究成果，已經發表學術論文超過350篇。LHCb中國組由清華大學、華中師範大學、中國科學院大學和武漢大學的研究人員組成，近年來在強子性質和電荷宇稱對稱性破缺等方面的研究中成績突出。中國組從2010年就開始尋找雙粲重子的嘗試，

粒子的發現無疑進一步鞏固了中國組在國際合作中的地位。LHCb國際合作組發言人Giovanni Passaleva教授高度評價中國組的貢獻：「LHCb的中國科學家對該粒子的發現做出了關鍵性貢獻。這是他們在實驗上長期不懈努力的成果。[注1]」

多年來LHCb中國組堅持理論和實驗相結合，始終與國內的粒子物理理論家保持著密切的合作關係，國內理論家對

的發現同樣功不可沒，獲得了LHCb國際合作組的尊重。「中國的理論家也提供了重要幫助，他們的關鍵建議引導該分析在正確的方向上取得了突破。[注2]」 Giovanni Passaleva教授說。

實驗上發現

的質量大約是3621兆電子伏特，通過弱相互作用衰變到重子

和三個輕介子

。為了得到這個結果，中國組全體人員付出了極大的努力。「我們從年初開始就全力以赴，保證了實驗分析的每一個環節都紮實可靠。」LHCb-中國組負責人、清華大學教授高原寧說：「發現

粒子僅僅是個開始，由兩個甚至是三個重夸克組成的重子還有很多沒有被發現，未來的研究依然是非常地激動人心！」 LHCb實驗的物理協調人Vincenzo Vagnoni博士對中國組成員提出了更多的希望：「中國同事在LHCb實驗上的物理研究非常活躍。2015年他們主導了五夸克態的發現，這一次又主導了雙粲重子

的發現。我對他們在這一激動人心的領域中的持續努力充滿期待。[注3]」

LHCb-中國組的研究工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃「大科學裝置前沿研究」科技部專項經費和各參加單位學科建設經費的長期支持。

[注1] The LHCb Chinese scientists played a crucial role in the observation of the new particle. They are being rewarded for a long standing and highly recognized experimental effort多年來在實驗中進行持久而卓越努力所應得的回報.

[注2] A group of Chinese theorists provided also fundamental inputs to drive the analysis to the right direction and gave key suggestions to achieve this result.

[注3] Our Chinese colleagues have been very active in the LHCb physics analysis. They ever played a leading role in the discovery of pentaquark states in 2015 and this time in the discovery of

. I am looking forward to their continuous efforts on this exciting topic in the future.

鏈接：

CERN 新聞發布：http://press.cern/press-releases/2017/07/lhcb-experiment-charmed-announce-observation-new-particle-two-heavy-quarks

製版編輯：李曉明丨

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