中新網(wǎng)北京3月17日電 (記者 孫自法)記者3月17日從中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(國(guó)科大)獲悉，歐洲核子研究中心(CERN)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)上的LHCb實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組北京時(shí)間當(dāng)天宣布發(fā)現(xiàn)單電荷雙粲重子，國(guó)科大物理科學(xué)學(xué)院何吉波教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜完成了這一重要基礎(chǔ)物理成果，通過(guò)對(duì)雙粲重子性質(zhì)的細(xì)致研究，有助于人類深入理解物質(zhì)的基本組成及其相互作用。
本項(xiàng)研究成果的藝術(shù)想象示意圖(圖片來(lái)自CERN) 。國(guó)科大 供圖研究團(tuán)隊(duì)介紹，單電荷雙粲重子含有兩個(gè)粲夸克和一個(gè)下夸克(夸克組分ccd)，是2017年發(fā)現(xiàn)的雙電荷雙粲重子(夸克組分ccu)的姊妹粒子，其關(guān)系類似于中子(夸克組分udd)和質(zhì)子(夸克組分uud)。不過(guò)，與中子比質(zhì)子更重不同，雙粲重子系統(tǒng)中電磁相互作用比強(qiáng)相互作用更“強(qiáng)”，因此，盡管把其中的上夸克(u)換成較重的下夸克(d)，單電荷雙粲重子還是比雙電荷雙粲重子要輕。
何吉波指出，單電荷雙粲重子是利用LHCb升級(jí)后的探測(cè)器發(fā)現(xiàn)的首個(gè)新粒子，由他帶領(lǐng)當(dāng)時(shí)為國(guó)科大本科生的韓書鈺、張丹熠和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科生張淋諾主導(dǎo)完成，再次表明中國(guó)高校本科生通過(guò)努力，也能做出開(kāi)拓性的、國(guó)際一流的工作。此次研究的合作機(jī)構(gòu)，還包括英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)、歐洲核子研究中心、意大利國(guó)家核物理研究院等。
在本項(xiàng)研究過(guò)程中，韓書鈺開(kāi)發(fā)出基于機(jī)器學(xué)習(xí)的粲重子觸發(fā)算法，對(duì)新探測(cè)器中“克隆”粒子的去除、單電荷雙粲重子質(zhì)量精確測(cè)量等有重要貢獻(xiàn)。因此，她代表LHCb實(shí)驗(yàn)組于3月16日在高能物理頂級(jí)會(huì)議上首次報(bào)告了單電荷雙粲重子的發(fā)現(xiàn)。
張丹熠完成了LHCb運(yùn)行二期數(shù)據(jù)中單電荷雙粲重子搜尋的更新工作，包括事例選擇的重新優(yōu)化、增加新的衰變道、開(kāi)發(fā)出數(shù)據(jù)合并算法等，為利用2024年新的物理數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)雙粲重子奠定了基礎(chǔ)。她于2021年入選CERN暑期學(xué)生項(xiàng)目，并獲得“LHCb最佳暑期學(xué)生”提名獎(jiǎng)。
張淋諾在2024年夏作為CERN暑期學(xué)生期間，對(duì)利用2024年數(shù)據(jù)研究雙粲重子有重要貢獻(xiàn)，為改進(jìn)探測(cè)器校準(zhǔn)提供了重要輸入等。她因此獲得2024年度“LHCb最佳暑期學(xué)生”獎(jiǎng)，也是首位獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)的中國(guó)人。
本項(xiàng)研究成果的藝術(shù)想象示意圖(圖片來(lái)自CERN) 。國(guó)科大 供圖據(jù)國(guó)科大粒子物理實(shí)驗(yàn)組負(fù)責(zé)人鄭陽(yáng)恒教授介紹，在中國(guó)高能物理理論學(xué)者長(zhǎng)期強(qiáng)有力的支持下，LHCb實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組中國(guó)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的雙重味重子實(shí)驗(yàn)研究已取得一系列重要進(jìn)展，例如，團(tuán)隊(duì)此前領(lǐng)銜發(fā)現(xiàn)了雙電荷雙粲重子，并測(cè)量了其質(zhì)量、壽命和新的衰變模式等性質(zhì)。(完)