国科大团队在味物理方面取得重要进展

  • 实验粒子物理实验室
  • 日期:2026-10-10
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       近期,欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)上的LHCb实验国际合作组发布了Bc+介子半轻衰变中的轻子普适性可观测量R(J/ψ)的世界最精确测量结果,与标准模型(Standard Model)理论预言在1.8倍标准偏差范围内符合。该成果由中国科学院大学物理科学学院博士研究生吴臻泓、黄文谦(现为广西大学教师)和特别研究助理方勃(现为中国科学技术大学博士后)在何吉波、郑阳恒教授的指导下,与美国马里兰大学联合主导完成,于10月1日发表在物理领域顶级期刊《物理评论快报》【Phys. Rev. Lett. 137 (2026)  141801】上。

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图:实验测量结果与标准模型理论预言(绿线)比较

       目前已知自然界存在四种基本相互作用力:引力、电磁、强与弱相互作用力。粒子物理标准模型系统地描述了除引力之外的其它三种基本相互作用力。标准模型在过去几十年间经受住了大量的实验检验,取得了巨大的成功。随着2012年标准模型基本粒子最后一块拼图——希格斯粒子的发现,标准模型成为了“标准理论”。但标准模型也存在一些局限性,例如未能解释宇宙正反物质的不对称性。因此,粒子物理学家普遍认为有超出标准模型的新物理存在,而精确测量重味强子衰变性质是间接寻找新物理的主要途径之一,与直接寻找相互补,是粒子物理实验重大前沿研究方向。

       过去的十余年中,各大实验给出的底强子半轻衰变中的轻子普适性测量结果与标准模型理论预言呈现出明显偏离,被统称为 “味物理反常”。由于半轻衰变中的中微子导致的能量丢失,使得信号、本底区分困难。经过近10年的努力与坚持,国科大团队发展了数据驱动方法来同时确定主要本底(误鉴别、双粲与粲伴随本底等)的形状与产额等,有效提高了R(J/ψ)测量的精度与鲁棒性。

       LHCb实验是大型强子对撞机上四个大型实验之一,是国际上研究重味强子的重要装置。本研究得到了国家自然科学基金重大国际合作(NSFC-CERN)项目“LHCb实验上新物理的间接寻找”、创新研究群体项目“强子物理研究”,中国科学院及教育部中央高校基本科研业务费专项资金等项目经费的支持。

参考链接:

《物理评论快报》在线发表链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/13fb-1gc2