顶夸克是最重的已知基本粒子，质量约为184倍氢原子核，寿命极短（约10-25秒）。传统理论认为其寿命太短无法形成束缚态。
13日，记者从山东大学了解到，该校李海峰教授团队参与的ATLAS实验发现了顶夸克-反顶夸克束缚态（即“顶夸克偶素”），以8倍标准偏差的显著性确认其存在，该发现将改写粒子物理教科书，被国际学界视为30年来顶夸克物理最重要的成果之一。相关研究成果发表在学术期刊《物理学进展报告》上。
顶夸克偶素的艺术构想图。图片来源：欧洲核子研究中心
据了解，ATLAS实验是欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的四大主要国际合作实验之一，旨在探索粒子物理的前沿问题，包括山东大学在内的多个中国研究团队深度参与其中。
“自然界有六种夸克，其中一种叫‘顶夸克’，质量最重。”李海峰向科技日报记者解释，之前科学界认为一个顶夸克和一个反顶夸克不能形成束缚态（“束缚态”即类似于地球和月球，两者束缚在一起）；但现在通过实验，科学家们看到了束缚态。值得注意的是顶夸克偶素的尺寸约为0.01飞米（即10-17米），是目前发现的最小的束缚态。
上述成果被评为欧洲核子研究中心2025年度科研亮点，而顶夸克偶素的发现也标志着自然界所有的夸克偶素都已经被实验发现。
来源 | 科技日报
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