整整30年,没有一个物理学家敢相信这件事能成真!结果在5月13日,中国团队用实打实的实验数据,直接推翻了整个粒子物理界的共识!
5月13日这天,粒子物理界的教科书集体“翻车”了,翻开任何一本标准教材,关于顶夸克那一章都写得斩钉截铁:顶夸克偶素,不存在。
这个结论在那儿躺了快30年,全球几十万物理系学生都是这么学过来的,原因是,顶夸克实在太短命,寿命只有10的负25次方秒,就算你用光速飞,在它“咽气”之前连一个原子核的直径都飞不过去。
两个粒子想组成束缚态,得先“确认眼神”吧,可顶夸克还没来得及跟反顶夸克对上眼,自己就先灰飞烟灭了,这逻辑链条看起来天衣无缝,于是学界盖棺定论:顶夸克偶素,判了死刑,但山东大学李海峰教授带领的团队偏不信这个邪。
他们扎在欧洲核子研究中心那条埋在地下27公里长的隧道里,日复一日盯着大型强子对撞机撞出来的海量数据,质子以接近光速互撞,碎片四溅,他们要做的就是从天文数字般的杂乱信号里把那个“不该存在”的东西给抠出来。
关键突破口在能量阈值附近,就是刚好够产生顶夸克对、但又没多余能量让它们飞散的那个临界点,数据显示,信号比预期多了,多出来的那部分意味着有东西在暗中贡献产量,而这个东西恰恰就是那个理论上的“死刑犯”。
博士生刘新宴是主要分析者,他们处理了200多个系统误差,每一个都可能让信号淹没在噪声里。
最终统计显著性达到8倍标准偏差,在粒子物理领域,5倍就够宣布发现了,8倍相当于把结论的确定性拉满,彻底堵上了所有人的嘴,这个新发现的粒子尺寸只有0.01飞米。
如果把氢原子放大到地球那么大,它大概只有一粒尘埃的大小,是人类目前已知宇宙中最小的束缚态结构,那它是怎么形成的。
量子力学给出了一个答案:在那10的负25次方秒的极短时间里,顶夸克和反顶夸克之间的强相互作用强到足以在衰变之前就把它们拉在一起,这不是稳定的绑定,而是极短时间窗口内完成的“闪婚”,留下了清晰的信号增强。
李海峰在2025年欧洲物理学会高能物理会议上首次公布这个结果时,全场沉默了几秒,欧洲核子研究中心随后把这成果评为年度科研亮点,所有教科书上关于顶夸克的那一章都要面临重写。
自然界一共六种夸克,其他五种的束缚态早就发现了,唯独顶夸克这里一直是空白,现在这块拼图终于补上了,标准模型迎来了一次完美收官,在这个宇宙里,所谓的不可能,往往只是因为我们还没找到那把打开它的钥匙。信息来源:人民日报

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