基于欧洲大型强子对撞机实验 中国团队领衔发现单电荷双粲重子
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《寸止挑战第三期》 基于欧洲大型强子对撞机实验 中国团队领衔发现单电荷双粲重子
中新网北京3月17日电 (记者 孙自法)记者3月17日从中国科学院大学(国科大)获悉，欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)上的LHCb实验国际合作组北京时间当天宣布发现单电荷双粲重子，国科大物理科学学院何吉波教授团队领衔完成了这一重要基础物理成果，通过对双粲重子性质的细致研究，有助于人类深入理解物质的基本组成及其相互作用。
本项研究成果的艺术想象示意图(图片来自CERN) 。国科大 供图
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研究团队介绍，单电荷双粲重子含有两个粲夸克和一个下夸克(夸克组分ccd)，是2017年发现的双电荷双粲重子(夸克组分ccu)的姊妹粒子，其关系类似于中子(夸克组分udd)和质子(夸克组分uud)。不过，与中子比质子更重不同，双粲重子系统中电磁相互作用比强相互作用更“强”，因此，尽管把其中的上夸克(u)换成较重的下夸克(d)，单电荷双粲重子还是比双电荷双粲重子要轻。
何吉波指出，单电荷双粲重子是利用LHCb升级后的探测器发现的首个新粒子，由他带领当时为国科大本科生的韩书钰、张丹熠和中国科学技术大学本科生张淋诺主导完成，再次表明中国高校本科生通过努力，也能做出开拓性的、国际一流的工作。此次研究的合作机构，还包括英国爱丁堡大学、欧洲核子研究中心、意大利国家核物理研究院等。
在本项研究过程中，韩书钰开发出基于机器学习的粲重子触发算法，对新探测器中“克隆”粒子的去除、单电荷双粲重子质量精确测量等有重要贡献。因此，她代表LHCb实验组于3月16日在高能物理顶级会议上首次报告了单电荷双粲重子的发现。
张丹熠完成了LHCb运行二期数据中单电荷双粲重子搜寻的更新工作，包括事例选择的重新优化、增加新的衰变道、开发出数据合并算法等，为利用2024年新的物理数据发现双粲重子奠定了基础。她于2021年入选CERN暑期学生项目，并获得“LHCb最佳暑期学生”提名奖。
张淋诺在2024年夏作为CERN暑期学生期间，对利用2024年数据研究双粲重子有重要贡献，为改进探测器校准提供了重要输入等。她因此获得2024年度“LHCb最佳暑期学生”奖，也是首位获得该奖项的中国人。
本项研究成果的艺术想象示意图(图片来自CERN) 。国科大 供图
据国科大粒子物理实验组负责人郑阳恒教授介绍，在中国高能物理理论学者长期强有力的支持下，LHCb实验国际合作组中国团队开展的双重味重子实验研究已取得一系列重要进展，例如，团队此前领衔发现了双电荷双粲重子，并测量了其质量、寿命和新的衰变模式等性质。(完)
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