北京時間2017年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(fā)現(xiàn)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(fā)布。LHCb國際合作組已將研究論文提交至《物理評論快報》。
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”），理論預期其內部結構迥異于普通重子，對其性質的細致研究將有助于人類深入理解物質的構成和強相互作用力的本質。實驗上發(fā)現(xiàn)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， 其質量如下圖所示：
圖1：質量圖
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。 LHCb中國組由清華大學、華中師范大學、中國科學院大學和武漢大學的研究人員組成， 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，粒子的發(fā)現(xiàn)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(fā)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(fā)現(xiàn)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。”
圖2: 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(tài)重子，圖中最上層包含三個雙粲重子，，
還有待未來的實驗發(fā)現(xiàn)。
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系，國內理論家對的發(fā)現(xiàn)同樣功不可沒，獲得了LHCb國際合作組的尊重?！?strong>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。”, Giovanni Passaleva教授說。
由華中師范大學物理學院謝躍紅教授與尹航副教授等組成的研究團隊在的發(fā)現(xiàn)中有突出貢獻。在此次的尋找中，華中師范大學團隊組成了以兩名教師（謝躍紅、尹航）、一名博士后（俞潔晟）和一名博士生（徐夢琳）組成的研究小組，全力以赴地開展研究，與國內外兄弟單位通力合作，最終取得了此次的發(fā)現(xiàn)。
圖3：華師LHCb研究團隊
華中師范大學粒子物理實驗組負責人謝躍紅教授回顧道，“粒子的尋找是一個非常有挑戰(zhàn)性的系統(tǒng)工程，任何一步都非常關鍵。我印象深刻的是，即使在發(fā)現(xiàn)明顯的信號之后，我們仍然抑制住激動和興奮，進行了大量的細致工作，采用多種方法對其壽命進行了初步測量，從而確定這就是我們期待的粒子。這個發(fā)現(xiàn)是許許多多人長期努力的結果，我很高興我們華中師范大學團隊能在此重要時刻發(fā)揮作用。”。
謝躍紅教授是2013年作為海外高層次人才引入華師的，目前擔任LHCb中國單位聯(lián)合開展的國家重點研發(fā)計劃項目“大型強子對撞機LHCb實驗的物理研究”的首席科學家。2015年作為“青年千人”引進的尹航副教授是該項目包含的“雙重味重子尋找”課題的骨干成員，他感嘆道，“這就像大海撈針，但是我們成功了！”
華中師范大學的研究工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃“大科學裝置前沿研究”科技部專項、中組部“青年千人計劃”、湖北省“楚天學者”計劃、湖北省“百人計劃”和華中師范大學高層次人才支持計劃的長期支持。
發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，未來的研究依然是非常地激動人心！華中師范大學團隊將與LHCb-中國組一起，深入開展與雙重味重子有關的研究。
華中師大宣傳部輿情與新媒體中心
通訊員：淦麗霞
信息來源：物理科學與技術學院、中國物理學會期刊網
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