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日期: 2026-03-22 | 来源: 中国科学报 | 有0人参与评论 | 字体: 小 中 大
3月16日，高能物理领域的顶级学术会议——莫里翁会议在意大利拉蒂勒举行，一个年轻的东方面孔吸引了全场目光。只见她从容站在台前，打开16页的PPT，沉稳地宣布，他们发现了全新粒子——单电荷双粲重子Ξcc+。
会场掌声雷动。这是欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机上底夸克（LHCb）实验探测器升级后发现的首个新粒子，有助于人类深入理解物质的基本组成及其相互作用。
对中国科学院大学（以下简称国科大）物理科学学院2025级直博生韩书钰来说，比掌声更热烈的是她的心跳。完成这一成果的，正是国科大物理科学学院教授何吉波与他带领的平均年龄仅22岁的本科生团队，这其中就包括曾是国科大2021级本科生的韩书钰。
韩书钰在莫里翁会议宣布发现单电荷双粲重子。
寻找“奇异表亲”
“单电荷双粲重子Ξcc+是大家熟知的中子‘奇异表亲’。”何吉波告诉《中国科学报》。
按照粒子物理的夸克模型，物质由6种夸克组成：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。前3种较轻，后3种较重。介子由2个夸克组成，重子由3个夸克组成，统称为强子。人们熟知的质子、中子都是重子。
单电荷双粲重子则由2个粲夸克和1个下夸克组成，其内部结构预期迥异于普通重子，对理解强相互作用和夸克模型等具有特殊意义。
“不同于我们所熟知的中子比质子更重，对于双粲重子家族而言，电磁力的作用一反常态地突出。”何吉波解释称，这就导致含有较重下夸克的单电荷双粲重子，反而比含有较轻上夸克的双电荷双粲重子轻。
因此，对单电荷双粲重子Ξcc+的精确测量，将为人类深入理解物质的基本组成及其相互作用力提供关键数据。
其实，早在2002年，美国费米实验室的SELEX实验组就声称已发现单电荷双粲重子，但世界上各大粒子物理实验组没能确认SELEX的结果。包括时任清华大学高能物理研究中心主任的高原宁，利用LHCb实验对2011年的数据进行搜寻，也是如此。
2015年，何吉波归国前，在一次LHCb实验国际合作组年会期间，和高原宁等喝咖啡时聊起了双粲重子。由于实验中已观测到大量粲强子对事例，说明在大型强子对撞机上双粲重子的产生不是问题。
“当时没能观测到双粲重子可能是因为搜寻用的不是其主要衰变道。”何吉波说。因此，回国后他主动找到国内理论家帮忙计算双粲重子的主要衰变道，并于2016年底挑选出最有希望的衰变道。
他和高原宁召集并协调了LHCb中国组的力量，组织每周一次的会议，对各个关键环节及时把关、跟进，尤其在动量标度的标定上花费不少心血。
“这就像测定一个物体的长度，我们需要先有一把很准的米尺。”何吉波打了个比方。因此，2017年，当他们首次发现双电荷双粲重子时，就将其质量测量精确到万分之二。这一成果入选2017年度中国科学十大进展。
此后，他又带领团队用LHCb实验2011年至2018年的数据，对单电荷双粲重子进行搜寻。
“尽管使用了当时的所有数据，我们也只看到了单电荷双粲重子的迹象。”何吉波回忆道。直到2019年，大型强子对撞机停机检修，LHCb实验探测器进行升级，他们的物理数据分析工作按下暂停键。
虽然实验数据采集中止，但何吉波不敢懈怠。要想在新探测器采集的浩瀚数据中尽快“抓出”单电荷双粲重子，需要提前做好准备工作，也需要更多后备力量的支持。而这次，他将目光投向本科生。- 新闻来源于其它媒体，内容不代表本站立场！
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