最近，3月17日，CERN的LHCb实验公布了一个重大消息：他们发现了一种全新的粒子，叫做单电荷双粲重子。这个发现非常重要，因为它是一种由一个轻夸克和两个重夸克组成的粒子，结构和质子很像，但质量要比质子大很多。 这个发现是中国科学技术大学和中国科学院大学物理科学学院的教授何吉波带领几位本科生完成的。他们使用了CERN的LHCb探测器，通过对撞实验产生了这种粒子。这些不稳定的粒子寿命非常短，但它们会衰变成一些较稳定的粒子，让科学家能够通过探测到这些产物来推断原始粒子的性质。 夸克是构成物质的基本单元，自然界中存在六种夸克，前三种比较轻，后三种比较重。LHCb解释说，介子由2个夸克组成，重子由3个夸克组成，而质子和中子都是重子的一种。但不同于稳定的质子，大多数强子很不稳定且寿命极短，难以被直接观测。 这个新发现的单电荷双粲重子是由两个粲夸克和一个下夸克组成的。英国《新科学家》杂志把它称为“质子的表亲”，英国曼彻斯特大学教授克里斯·帕克斯也表示这个发现令人兴奋。 瓦尼奥尼表示这个发现是LHCb探测器升级改造完成以来发现的首个新粒子，也是科学家时隔近10年后第二次观测到含有两个重夸克的重子。他还提到这个成果有助于检验量子色动力学模型，这个模型不仅描述了夸克如何结合形成常规的重子和介子，还涵盖了一些奇特的强子。 2017年，LHCb曾经发现过由两个粲夸克和一个上夸克组成的双电荷双粲重子。尽管这次新发现的单电荷双粲重子与它结构相似，但由于复杂的量子效应，它的预测寿命更短且更难观测。 何吉波教授指出，这次研究表明经过扎实训练和引导后我国本科生完全有能力参与国际一流前沿研究。这个发现将进一步加深我们对强相互作用和夸克模型的理解，并为未来探索更多新型粒子提供了新途径。 这个研究合作机构包括英国爱丁堡大学、CERN、意大利国家核物理研究院等。韩书钰、张丹熠和张淋诺这三位本科生在此次研究中发挥了重要作用。韩书钰开发出基于机器学习的粲重子触发算法，张丹熠优化了LHC运行二期数据中单电荷双粲重子搜寻工作，张淋诺在CERN暑期项目期间对2024年数据有重要贡献。 3月17日，CERN的LHCb实验宣布发现了一种全新的单电荷双粲重子，这是一种由一个轻夸克和两个重夸克组成的特殊粒子。这个发现为物理学家提供了更深入理解强相互作用的机会，有助于更好地解释质子、中子及其他复合粒子是如何结合在一起的。 何吉波教授带领三位本科生主导完成了这个重要研究成果。他们使用了CERN的大型强子对撞机底夸克实验组（LHCb），通过对撞实验产生了这种粒子。这个发现已经在2026年莫里翁会议上公布给国际科学界。 夸克是构成物质的基本单元，自然界中存在六种不同类型的夸克：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克。其中前三种比较轻，后三种比较重。LHCb解释说，介子由2个夸克组成，重子由3个夸克组成。 不同于稳定的质子，大多数强子都很不稳定且寿命极短，难以直接观测到。为了产生这些短寿命的强子，科学家们需要在高能装置中进行粒子对撞实验。这些不稳定的强子会迅速衰变成较为稳定的产物，科学家们通过探测这些产物来推断原始粒子的性质。 20世纪60年代提出了夸克模型，其中提到存在一种由两个重夸克和一个轻夸克组成的“双粲重子”。这次发现正是这一类型特殊粒子之一。英国《新科学家》杂志称其为“质子的表亲”，而英国曼彻斯特大学教授克里斯·帕克斯也表示这个发现令人兴奋。 瓦尼奥尼表示这次发现是LHCb探测器升级改造完成以来首次观察到新粒子，也是时隔近10年后第二次观测到含有两个重夸克的重子。他还提到这个成果有助于理论物理学家检验量子色动力学模型，这个模型不仅描述了常规重子和介子如何结合形成，还涵盖了一些奇特类型强子。 2017年，LHCb曾经发现过由两个粲夸克和一个上夸克组成的双电荷双粲重子。尽管这次新发现结构相似于前者，但由于复杂量子效应影响导致预测寿命更短且更难观测。 韩书钰、张丹熠和张淋诺这三位本科生在此次研究中发挥了重要作用。韩书钰开发出基于机器学习的触发算法，帮助去除新探测器中“克隆”粒子并精确测量质量；张丹熠优化了LHC运行二期数据中单电荷双粲重子搜寻工作；张淋诺在CERN暑期项目期间对2024年数据有重要贡献。 何吉波教授指出经过扎实训练和引导后我国本科生完全有能力参与国际一流前沿研究，并为未来探索更多新型粒子提供了新途径。