清华GG在法国再添突破：带领本科生发现新粒子

近日，欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机上的LHCb实验国际合作组宣布发现一种全新粒子——单电荷双粲重子。这项重要成果由中国科学院大学物理科学学院教授何吉波团队主导完成，团队成员包括三位平均年龄仅22岁的中国本科生。这是LHCb探测器升级后发现的首个新粒子。

何吉波是清华校友，2008年获清华大学物理学博士学位。博士毕业后，他先后在法国直线加速器实验室从事博士后研究，并作为CERN Fellow在欧洲核子研究中心工作。2015年底回国后，他加入中国科学院大学物理科学学院，长期参与LHCb实验，在双粲重子研究领域成果卓著，2017年主导发现双电荷双粲重子并入选“中国科学十大进展”。

新发现的单电荷双粲重子由两个粲夸克和一个下夸克组成（夸克组分ccd），是2017年发现的双电荷双粲重子（ccu）的“姊妹粒子”，二者关系类似于中子和质子。有趣的是，在这个奇特的微观世界里，电磁力的作用一反常态地强，使得含有较重下夸克的单电荷双粲重子，反而比含有较轻上夸克的双电荷双粲重子更轻。对双粲重子性质的精确测量，有助于人类深入理解物质的基本组成及其相互作用。

何吉波与清华的缘分远不止于此。2015年，在归国前的一次LHCb实验国际合作组年会期间，他与时任清华大学高能物理研究中心主任的高原宁教授等喝咖啡时聊起双粲重子的搜寻，最终决定携手攻坚。此后，他们召集并协调LHCb中国组的力量，历经两年努力，于2017年首次发现双电荷双粲重子。当年，何吉波曾在清华高能物理研究中心举办的论坛上分享过这一成果。

“这是利用LHCb升级后的探测器发现的首个新粒子，”何吉波说，“表明经过扎实的训练和引导，我国本科生完全有能力投身于开拓性的、国际一流的前沿研究。”在本次发现中，国科大本科生韩书钰开发了基于机器学习的粲重子触发算法，代表LHCb实验组在高能物理顶级会议上首次报告了这一发现；张丹熠完成了数据优化和合并算法开发；中国科大本科生张淋诺则为探测器校准提供了重要输入。

目前，研究团队正着手挑战下一步——测量该粒子的寿命。这项被同行称为“技术上的杰作”的工作，或将打开粒子物理研究的新大门。