LHCb实验首次发现双粲重子，国科大团队做出突出贡献
国科大粒子物理实验组
北京时间2017年7月6日，欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）上的LHCb实验组宣布发现双粲重子Ξcc++ ，欧洲核子研究中心专门对该研究成果进行了新闻发布。LHCb国际合作组已将研究论文提交至《物理评论快报》。
双粲重子Ξcc++含有两个c 夸克（中译为“粲夸克”）和一个u 夸克（中译为“上夸克”），理论预期其内部结构迥异于普通重子，对其性质的细致研究将有助于人类深入理解物质的构成和强相互作用力的本质。实验上发现Ξcc++的质量大约是3621兆电子伏特，通过弱相互作用衰变到Λc+重子和三个轻介子K-π+π+。
LHCb是欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的粒子物理实验装置之一，合作组由来自16个国家72个单位的1185名成员组成。 LHCb中国组由清华大学、华中师范大学、中国科学院大学和武汉大学的研究人员组成， 在强子性质和电荷宇称对称性破缺等方面的研究中成绩突出，Ξcc++粒子的发现无疑进一步巩固了中国组在国际合作中的地位。LHCb国际合作组发言人Giovanni Passaleva教授高度评价中国组的贡献：“LHCb的中国科学家对该粒子的发现做出了关键性贡献。这是他们在实验上长期不懈努力的成果。[注1]”
多年来LHCb中国组坚持理论和实验相结合，始终与国内的粒子物理理论家保持着密切的合作关系，国内理论家对Ξcc++的发现同样功不可没，获得了LHCb国际合作组的尊重。“中国的理论家也提供了重要帮助，他们的关键建议引导该分析在正确的方向上取得了突破。[注2]” Giovanni Passaleva教授说。
由中国科学院大学物理科学学院的郑阳恒、何吉波、吕晓睿等组成的研究团队在Ξcc++的发现中有突出贡献。作为国家重点研发计划“大型强子对撞机LHCb实验的物理研究”项目中“双重味重子寻找”课题负责人，何吉波研究员召集和协调了LHCb中国组的力量， 确保了LHCb中国组在Ξcc++重子发现中的主导作用。何吉波研究员说： “中科院理论所张肇西院士和重庆大学的吴兴刚教授等在双重味重子的产生方面做了很多重要工作，也开发了产生子，使得我们可以通过蒙特卡洛模拟来研究双重味重子产生相关的性质。但之前我们对于双重味重子的主要衰变模式不是特别清楚，因此我们在2016年初联系中国理论家，得到了高能所吕才典研究员和兰州大学于福升副教授的回应，他们组织力量进行理论计算，指出了最有希望的衰变道（arXiv:1703.09086），随即我们在实验上取得突破！”
LHCb实验的物理协调人Vincenzo Vagnoni博士对中国组成员提出了更多的希望：“中国同事在LHCb实验上的物理研究非常活跃。2015年他们主导了五夸克态的发现，这一次又主导了双粲重子Ξcc++的发现。我对他们在这一激动人心的领域中的持续努力充满期待[注3]”。正如LHCb中国组负责人、清华大学高原宁教授所说：“发现Ξcc++粒子仅仅是个开始，由两个甚至是三个重夸克组成的重子还有很多没有被发现，未来的研究依然是非常地激动人心！” 作为国家重点研发计划“大型强子对撞机LHCb实验的物理研究”项目中“双重味重子寻找”课题牵头单位，国科大粒子物理实验团队将与LHCb中国组一起，深入开展双重味重子实验研究。
国科大粒子物理实验组相关的研究工作得到了科技部国家重点研发计划“大型强子对撞机LHCb实验的物理研究”项目（课题“双重味重子寻找”，课题号：2017YFA0402102）、中国科学院前沿科学重点研究计划和国科大自主科研经费等支持。
[注1] “The LHCb Chinese scientists played a crucial role in the observation of the new particle. They are being rewarded for a long standing and highly recognized experimental effort.”
[注2] “A group of Chinese theorists provided also fundamental inputs to drive the analysis to the right direction and gave key suggestions to achieve this result.”
[注3] “Our Chinese colleagues have been very active in the LHCb physics analysis. They ever played a leading role in the discovery of pentaquark states in 2015 and this time in the discovery of Ξcc++. I am looking forward to their continuous efforts on this exciting topic in the future.”
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