中国科学家有重要发现 顶夸克偶素颠覆认知

顶夸克是已知最重的基本粒子，质量约为氢原子核的184倍，寿命极短，仅约10⁻²⁵秒。传统理论认为其寿命太短无法形成束缚态。然而，山东大学李海峰教授团队参与的ATLAS实验发现了顶夸克-反顶夸克束缚态，即“顶夸克偶素”，以8倍标准偏差的显著性确认了这一发现。该成果颠覆了粒子物理教科书的认知，被认为是30年来顶夸克物理最重要的成果之一，并发表在5月上旬的《物理学进展报告》上。

ATLAS实验是欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的四大主要国际合作实验之一，旨在探索粒子物理的前沿问题，多个中国研究团队深度参与其中。自然界有六种夸克，顶夸克是最重的一种。之前科学界认为一个顶夸克和一个反顶夸克不能形成束缚态，但现在通过实验，科学家们看到了这种束缚态。顶夸克偶素的尺寸约为0.01飞米（即10⁻¹⁷米），是目前发现的最小的束缚态。李海峰表示，科学研究不能因为大多数人说不存在就止步，实验数据是最终的“裁判”。

李海峰带领课题组分析了ATLAS实验获取的质子与质子对撞数据，在海量的本底事例中挑选出信号事例。他们处理了两百多个系统误差，完成了事例判选、误差估计、统计分析等实验步骤，得出了最终结果。由于在顶夸克偶素分析中的重要贡献，李海峰被邀请代表ATLAS合作组在2025年欧洲物理学会高能物理会议上首次公布了这一结果。

欧洲核子研究中心发布新闻稿宣布了顶夸克偶素的发现，指出顶夸克可以瞬间与其反夸克配对，产生一种称为顶夸克偶素的准束缚态。这一成果被评为欧洲核子研究中心2025年度科研亮点，标志着自然界所有的夸克偶素都已被实验发现。我国科学家自20世纪90年代起在科技部和国家自然科学基金委的支持下加入大型强子对撞机国际合作实验，在探测器研制和物理数据分析中做出了重要贡献。