頂夸克是最重的已知基本粒子,質(zhì)量約為184倍氫原子核,壽命極短(約10-25秒)。傳統(tǒng)理論認(rèn)為其壽命太短無法形成束縛態(tài)。

山東大學(xué)李海峰教授團(tuán)隊參與的ATLAS實(shí)驗發(fā)現(xiàn)了頂夸克-反頂夸克束縛態(tài),即“頂夸克偶素”,并以8倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的顯著性確認(rèn)其存在。這一發(fā)現(xiàn)將改寫粒子物理教科書,被國際學(xué)界視為30年來頂夸克物理最重要的成果之一。相關(guān)研究成果發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《物理學(xué)進(jìn)展報告》上。

ATLAS實(shí)驗是歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對撞機(jī)上的四大主要國際合作實(shí)驗之一,旨在探索粒子物理的前沿問題,包括山東大學(xué)在內(nèi)的多個中國研究團(tuán)隊深度參與其中。
自然界有六種夸克,其中一種叫“頂夸克”,質(zhì)量最重。之前科學(xué)界認(rèn)為一個頂夸克和一個反頂夸克不能形成束縛態(tài);但現(xiàn)在通過實(shí)驗,科學(xué)家們看到了束縛態(tài)。值得注意的是,頂夸克偶素的尺寸約為0.01飛米(即10-17米),是目前發(fā)現(xiàn)的最小的束縛態(tài)。
上述成果被評為歐洲核子研究中心2025年度科研亮點(diǎn),而頂夸克偶素的發(fā)現(xiàn)也標(biāo)志著自然界所有的夸克偶素都已經(jīng)被實(shí)驗發(fā)現(xiàn)。