北京時(shí)間2017年7月6日，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)組宣布發(fā)現(xiàn)雙粲重子，歐洲核子研究中心專(zhuān)門(mén)對(duì)該研究成果進(jìn)行了新聞發(fā)布。LHCb國(guó)際合作組已將研究論文提交至《物理評(píng)論快報(bào)》。
雙粲重子的含有兩個(gè)c夸克（中譯為“粲夸克”）和一個(gè)u夸克（中譯為“上夸克”），理論預(yù)期其內(nèi)部結(jié)構(gòu)迥異于普通重子，對(duì)其性質(zhì)的細(xì)致研究將有助于人類(lèi)深入理解物質(zhì)的構(gòu)成和強(qiáng)相互作用力的本質(zhì)。實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量大約是3621兆電子伏特，通過(guò)弱相互作用衰變到重子和三個(gè)輕介子， 其質(zhì)量如下圖所示：
圖1：質(zhì)量圖
LHCb是歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上的粒子物理實(shí)驗(yàn)裝置之一，合作組由來(lái)自16個(gè)國(guó)家72個(gè)單位的1185名成員組成。 LHCb中國(guó)組由清華大學(xué)、華中師范大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)和武漢大學(xué)的研究人員組成， 在強(qiáng)子性質(zhì)和電荷宇稱(chēng)對(duì)稱(chēng)性破缺等方面的研究中成績(jī)突出，粒子的發(fā)現(xiàn)無(wú)疑進(jìn)一步鞏固了中國(guó)組在國(guó)際合作中的地位。
LHCb國(guó)際合作組發(fā)言人Giovanni Passaleva教授高度評(píng)價(jià)中國(guó)組的貢獻(xiàn)：“LHCb的中國(guó)科學(xué)家對(duì)該粒子的發(fā)現(xiàn)做出了關(guān)鍵性貢獻(xiàn)。這是他們?cè)趯?shí)驗(yàn)上長(zhǎng)期不懈努力的成果。”
圖2: 根據(jù)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(gè)雙粲重子，，
還有待未來(lái)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。
多年來(lái)LHCb中國(guó)組堅(jiān)持理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，始終與國(guó)內(nèi)的粒子物理理論家保持著密切的合作關(guān)系，國(guó)內(nèi)理論家對(duì)的發(fā)現(xiàn)同樣功不可沒(méi)，獲得了LHCb國(guó)際合作組的尊重?！?strong>中國(guó)的理論家也提供了重要幫助，他們的關(guān)鍵建議引導(dǎo)該分析在正確的方向上取得了突破。”, Giovanni Passaleva教授說(shuō)。
由華中師范大學(xué)物理學(xué)院謝躍紅教授與尹航副教授等組成的研究團(tuán)隊(duì)在的發(fā)現(xiàn)中有突出貢獻(xiàn)。在此次的尋找中，華中師范大學(xué)團(tuán)隊(duì)組成了以?xún)擅處煟ㄖx躍紅、尹航）、一名博士后（俞潔晟）和一名博士生（徐夢(mèng)琳）組成的研究小組，全力以赴地開(kāi)展研究，與國(guó)內(nèi)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(tuán)隊(duì)
華中師范大學(xué)粒子物理實(shí)驗(yàn)組負(fù)責(zé)人謝躍紅教授回顧道，“粒子的尋找是一個(gè)非常有挑戰(zhàn)性的系統(tǒng)工程，任何一步都非常關(guān)鍵。我印象深刻的是，即使在發(fā)現(xiàn)明顯的信號(hào)之后，我們?nèi)匀灰种谱〖?dòng)和興奮，進(jìn)行了大量的細(xì)致工作，采用多種方法對(duì)其壽命進(jìn)行了初步測(cè)量，從而確定這就是我們期待的粒子。這個(gè)發(fā)現(xiàn)是許許多多人長(zhǎng)期努力的結(jié)果，我很高興我們?nèi)A中師范大學(xué)團(tuán)隊(duì)能在此重要時(shí)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(dān)任LHCb中國(guó)單位聯(lián)合開(kāi)展的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)LHCb實(shí)驗(yàn)的物理研究”的首席科學(xué)家。2015年作為“青年千人”引進(jìn)的尹航副教授是該項(xiàng)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(xué)的研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“大科學(xué)裝置前沿研究”科技部專(zhuān)項(xiàng)、中組部“青年千人計(jì)劃”、湖北省“楚天學(xué)者”計(jì)劃、湖北省“百人計(jì)劃”和華中師范大學(xué)高層次人才支持計(jì)劃的長(zhǎng)期支持。
發(fā)現(xiàn)粒子僅僅是個(gè)開(kāi)始，由兩個(gè)甚至是三個(gè)重夸克組成的重子還有很多沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，未來(lái)的研究依然是非常地激動(dòng)人心！華中師范大學(xué)團(tuán)隊(duì)將與LHCb-中國(guó)組一起，深入開(kāi)展與雙重味重子有關(guān)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(lái)源：物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、中國(guó)物理學(xué)會(huì)期刊網(wǎng)
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