LHCb实验合作组揭秘宇宙奥秘：中国科学家助力重大突破
LHCb实验合作组揭秘宇宙奥秘：中国科学家助力重大突破
在瑞士和法国边境地下100米深处，一个长达27公里的环形隧道内，一场揭秘宇宙奥秘的科学探索正在持续进行。这里就是世界最大、能量最高的粒子加速器——大型强子对撞机（LHC）的所在地。作为LHC的重要组成部分，LHCb实验合作组（大型强子对撞机底夸克实验）自2010年运行以来，已经取得了多项突破性成果，为理解宇宙的基本规律提供了重要线索。
LHCb实验：揭秘宇宙的基本奥秘
LHCb实验是专门为研究重味物理而设计的粒子物理实验，其主要科学目标是通过研究底夸克和粲夸克的性质，揭示正反物质性质的微小差异，精确检验粒子物理标准模型，并寻找新的物理现象。自2010年运行以来，LHCb实验已经经历了2011-2012年和2015-2018年两个运行期，积累了大量实验数据。
重大发现：改写物理学教科书
LHCb实验合作组在重味强子的CP破坏与稀有衰变、强子谱学和产生机制、量子色动力学物理以及电弱物理等方面开展了广泛的研究，取得了一批重要成果：
发现67个新强子态：这些新粒子的发现为理解夸克如何形成复合粒子提供了重要线索。
首次探测到粲介子的CP破坏：这一发现对于理解宇宙中正反物质的不对称性具有重要意义。
精确测量B介子混合与CP破坏的关键参数：对三代夸克混合机制进行了迄今为止最严格的检验。
在B介子稀有衰变中观察到偏离标准模型的迹象：这可能暗示着超出标准模型的新物理现象。
最新突破：精确测量重子衰变参数
近日，由中国科学院大学、华中师范大学、北京大学等机构组成的联合研究团队基于LHCb实验，完成了迄今为止最精确的重味重子衰变参数测量。这一突破性成果发表在物理学顶级期刊《物理评论快报》上。
研究团队通过分析底重子到粲重子再到超子的级联衰变，采用角度分析方法，精确测量了底重子、粲重子以及超子到重子加π介子末态的衰变参数。这些参数能够描述衰变产物的角分布不均匀性，从而揭示P宇称（宇称变换对称性）的破坏程度。
实验结果显示：
对于底重子到粲重子加π介子的衰变，P宇称几乎完全破坏，这是实验上首次对底重子系统进行相关测量。
提供了粲重子一系列衰变参数的最精确测量值，并证实了北京谱仪实验（BESIII）此前对超子衰变参数的实验结果。
在高达1%的测量精度下，对这些衰变中CP破坏的现象进行了检验，目前尚未发现CP破坏的迹象。
这一成果不仅为深入理解重子弱衰变机制提供了重要的实验依据，也充分展示了LHCb实验在基本对称性破坏研究中的潜力。随着数据的进一步积累和更高精度的测量，LHCb实验有望在重子系统中首次揭示CP破坏现象，从而为深入理解基本对称性破坏提供更为坚实的实验基础。
中国力量：为世界科学做出重要贡献
中国科学家在LHCb实验中发挥了重要作用。清华大学于2000年加入LHCb国际合作，是中国最早参与的单位之一。近年来，LHCb中国组的研究队伍不断壮大，目前包括来自9家单位的41名固定研究人员和约120名博士后与研究生。
中国科学家在LHCb实验中取得了多项重要成果：
五夸克态的发现：这一突破被英国物理学会Physics World杂志评为“2015年度物理学十项重大突破”，位列美国物理学会Physics杂志2015年度物理学“八大进展”第二。
双粲重子的发现：这一成果入选“2017年度中国科学十大进展”。
介子混合相位的高精度测量：为精确检验粒子物理标准模型提供了重要数据。
目前，LHCb实验已经完成了首次探测器全面升级，并开启了新的运行期。升级后的运行亮度将提升至升级前的5倍左右，未来十年内将提供海量的新数据，为深入开展强子谱学和重味物理研究提供宝贵机遇。
作为国际科研合作的典范，LHCb实验汇聚了全球24个国家和地区的98家研究机构的约1700名科研人员。中国科学家的贡献不仅体现了中国在粒子物理研究领域的实力，也为人类探索宇宙基本规律做出了重要贡献。