物理科学学院 物理学院

       北京时间3月17日，欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）上的LHCb实验组宣布发现单电荷双粲重子Ξ_cc⁺，欧洲核子研究中心第一时间对该研究成果进行了报道（Media Update）。该成果由中国科学院大学（国科大）物理科学学院何吉波教授带领本科生韩书钰、张丹熠和张淋诺主导完成。

       单电荷双粲重子Ξ_cc⁺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Ξ_cc⁺⁺（夸克组分：ccu）的姊妹粒子，即类似于中子（夸克组分：udd）和质子（夸克组分：uud）的关系。在对双粲重子质量修正方面，电磁相互作用赢得了与强相互作用的竞争，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Ξ_cc⁺还是比双电荷双粲重子Ξ_cc⁺⁺要轻。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。

       “这是利用LHCb升级后的探测器发现的首个新粒子”，何吉波介绍说，“再次表明我国的本科生通过努力，也能做出开拓性的、国际一流的工作”。国科大2021级本科生韩书钰（现为国科大一年级研究生），在本科期间开发了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、Ξ_cc⁺重子质量精确测量等有重要贡献。因此韩书钰代表LHCb实验组于3月16日在高能物理顶级会议Moriond EW 2026首次报告了Ξ_cc⁺重子的发现。国科大2018级本科生张丹熠（现为美国加州大学圣巴巴拉分校博士生）在本科期间完成了LHCb运行二期数据中Ξ_cc⁺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，开发了数据合并算法等，为利用2024年新的物理数据发现双粲重子打下了基础。因此张丹熠于2021年入选CERN暑期学生项目，并获得了“LHCb最佳暑期学生”提名奖。中国科学技术大学2021级本科生张淋诺（现为美国密西根大学博士生），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。因此张淋诺获得了2024年度“LHCb最佳暑期学生”奖，这也是首位获得该奖项的中国人。

       在国内高能物理理论家长期强有力的支持下，LHCb中国组开展的双重味重子实验研究得到了国家重点研发计划项目（2017-2022），国家自然科学基金委创新研究群体项目“强子物理研究”（2023-2027）等资助，取得了一系列重要进展。作为该创新群体项目的负责人，郑阳恒教授介绍说，“这是发挥科教融合优势的又一个案例，已有多名玉泉书院本科生参加我们组的科创计划并做出重要成果”。

       本研究还得到了北京市自然科学基金本科生“启研计划”，中法杰出青年科研人员交流计划等资助。研究参与单位还包括：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（INFN-Pisa）等。

相关阅读：