近日,被稱為“科學奧斯卡獎”的“科學突破獎”(BreakthroughPrize)2025年度獲獎名單揭曉。歐洲核子研究中心大型強子對撞機(LHC)上的四個大型國際合作實驗——ATLAS、CMS、ALICE和LHCb獲頒基礎(chǔ)物理突破獎,中國科大在其中三個實驗中做出重要貢獻,近五十名師生作為合作組署名作者位列獲獎名單中。
中國科大粒子物理與原子核物理專業(yè)、物理電子學專業(yè)和核探測與核電子學國家重點實驗室?guī)熒鷧⒓恿薃TLAS、CMS和ALICE三個實驗,在探測器升級、物理分析等方面均做出了關(guān)鍵貢獻。
在ATLAS實驗中,中國科大課題組在希格斯物理研究和雙玻色子精確測量等領(lǐng)域起關(guān)鍵作用,推動對電弱對稱性破缺機制和電弱理論規(guī)范結(jié)構(gòu)等方向的探索,獲得百余項相關(guān)測量或新物理尋找研究成果。在繆子譜儀升級和高粒度時間探測器升級等重大國際合作基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上掌握關(guān)鍵技術(shù),并在系統(tǒng)級研制中做出重要貢獻。
在CMS實驗中,中國科大課題組開展了希格斯玻色子性質(zhì)和與希格斯玻色子相關(guān)的新物理研究,包括通過雙希格斯玻色子產(chǎn)生探測希格斯自耦合與尋找超出標準模型的新粒子等。目前,課題組進行第三期運行數(shù)據(jù)的希格斯物理與夸克膠子等離子體的特性研究,以及高亮度大型強子對撞機CMS探測器升級中時間精度達到50皮秒的超快定時探測器端蓋部分的研制。
在ALICE實驗中,中國科大課題組主要利用重味夸克偶素作為探針,研究了極端情況下形成的新物質(zhì)形態(tài)——夸克膠子等離子體的特性,為夸克膠子等離子體中重味夸克偶素的新產(chǎn)生機制及其夸克解禁閉特性提供了重要證據(jù)。目前,主要開展基于ALICE實驗第三期運行數(shù)據(jù)的物理分析和未來ALICE3實驗高顆粒度、高計數(shù)率、高時間分辨飛行時間探測器的技術(shù)攻關(guān)。
這是歷史上第一次將重要基礎(chǔ)研究獎項頒發(fā)給大型國際合作組全體成員,體現(xiàn)了國際學術(shù)界對大型國際合作探索基本科學問題的充分認可。
據(jù)了解,ATLAS和CMS合作組于2012年7月同時宣布發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子,并持續(xù)深入研究其物理特性。ALICE實驗專注于研究夸克-膠子等離子體,即一種宇宙大爆炸后最初幾微秒內(nèi)存在的極端高溫高密物質(zhì)形態(tài)。LHCb實驗則致力于探索物質(zhì)與反物質(zhì)的細微差異、基本對稱性破缺現(xiàn)象,以及由重輕夸克組成的復(fù)合粒子(強子)的復(fù)雜能譜。通過這些極其精密的實驗測量,LHC的四大實驗將基礎(chǔ)物理學研究推向了前所未有的新高度。
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合肥在線—合新聞記者 張玉蓮