顶夸克偶素的艺术构想图,两个基本粒子在极小空间内相互束缚,背景为对撞机实验场景
顶夸克偶素的艺术构想图,两个基本粒子在极小空间内相互束缚,背景为对撞机实验场景

原来最重的基本粒子也能形成束缚态,这个发现让关注粒子物理进展的同事多了一个清晰的背景可以一起看。

顶夸克偶素被发现 改写粒子物理教科书 事件脉络与关键事实

山东大学李海峰教授团队参与的ATLAS实验,首次确认了顶夸克-反顶夸克束缚态(即“顶夸克偶素”)的存在,以8倍标准偏差的显著性颠覆了粒子物理的传统认知。该发现发表于《物理学进展报告》,被国际学界视为近30年来顶夸克物理最重要的成果之一。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,传统理论认为其无法形成束缚态。此次实验结果证明,顶夸克可在瞬间与其反粒子配对,形成准束缚态。

ATLAS实验是欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的四大国际合作实验之一,山东大学团队负责分析质子-质子对撞数据,在海量背景事件中识别出信号事件,并完成误差估计与统计分析。顶夸克偶素的尺寸约为0.01飞米,是目前发现的最小束缚态。这一发现不仅挑战了教科书中的既有结论,也标志着自然界六种夸克的偶素形式均已通过实验验证。

李海峰教授因在该研究中的关键贡献,受邀在2025年欧洲物理学会高能物理会议上首次公布结果。欧洲核子研究中心将该成果列为2025年度科研亮点。中国自20世纪90年代起持续参与大型强子对撞机国际合作,在探测器研制与物理数据分析方面作出重要贡献。

事实

  • 2026年5月,山东大学李海峰教授团队参与的ATLAS实验确认了顶夸克-反顶夸克束缚态(顶夸克偶素)的存在
  • 该发现以8倍标准偏差的显著性水平确认,颠覆了传统粒子物理理论
  • 顶夸克偶素尺寸约为0.01飞米,是目前发现的最小束缚态
  • 研究成果发表于2026年5月上旬的《物理学进展报告》
  • 中国自20世纪90年代起参与大型强子对撞机实验,在探测器研制和数据分析中作出重要贡献

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