大型强子对撞机LHCb实验取得重大突破！中国科学院大学团队成员深度参与发现重子CP破坏
日内瓦时间2025年3月24日晚，欧洲核子研究中心（CERN）在第59届“国际电弱相互作用和统一理论会议”上宣布，大型强子对撞机底夸克实验（LHCb）合作组首次在重子衰变中观测到电荷共轭-宇称联合变换对称性破坏（简称CP破坏）现象，为揭示宇宙中正反物质不对称之谜提供了决定性线索。中国LHCb实验团队作出突出贡献，中国科学院大学LHCb团队成员深度参与并发挥重要作用。
138亿年前的大爆炸本应产生等量的正物质与反物质，但如今的可观测宇宙几乎完全由正物质主导。这一谜题的核心，可能在于正反粒子行为的细微差异——即CP对称性破坏。自1956年宇称不守恒理论颠覆传统认知后，科学家于1964年首次在含奇异夸克的介子衰变中观测到CP破缺，相关发现者斩获诺贝尔物理学奖。此后数十年间，对含底夸克、粲夸克的介子体系的研究也相继验证了这一现象。然而，由三个夸克构成的重子（如质子、中子）作为构成宇宙可见物质主要成分的基本单元，其CP破缺却始终未被捕获。探寻重子系统中的CP破坏成为粒子物理学领域一个悬而未决的难题。
中国LHCb实验团队与合作者利用LHCb实验数据，在多个重子衰变过程中寻找CP破坏现象。最终，在底重子到质子、奇异介子和正反π介子的四体衰变过程中，发现正反底重子的衰变率存在超过5倍标准差的显著差异（如下图所示），标志着首次在重子衰变中观测到 CP 破坏。这一发现填补了粒子物理学60多年的空白，为精确检验粒子物理标准模型的三代夸克混合机制、理解宇宙中正反物质不对称性起源提供了关键线索。
图1：LHCb实验观测到（左）底重子和（右）反底重子衰变的产额显著不同，从而首次在重子衰变中发现CP破坏。
LHCb国际合作组由来自24个国家的100家研究机构、约1800名科研人员组成。中国科学院大学于2015年加入LHCb实验国际合作组。多年来与国内外合作者一起，在 CP 破坏、强子谱学和重味强子产生机制等方向取得一系列重要物理成果，包括弱相角的精确测量、在三体非粲衰变中发现新的CP破坏模式、双粲重子和双电荷四夸克态的发现等。
自2017年回国加入郑阳恒教授团队以来，中国科学院大学钱文斌副教授便全面布局重子CP破坏的探索研究。他积极联合LHCb中国组合作单位，组织协调可能发现重子CP破坏的衰变道的实验研究，并在多个衰变道中起到了主导作用，包括近期在底重子衰变到超子和奇异介子对的三体衰变中首次观测到重子CP破坏迹象等。该成果此前于本月12日作为《物理评论快报》编辑推荐和亮点论文在线发表；同日，美国物理学会《物理》期刊以“LHCb实验为理解CP破坏疑难提供了关键信息”同步报道。值得一提的是，钱文斌副教授在2018-2020年担任LHCb实验底强子到非粲强子末态组（BnoC）的召集人，上述重子CP破坏的研究正是依托该分析组的平台展开的。他现在也是LHCb实验底强子到粲强子末态组（B2OC）的召集人，LHCb实验CP破坏研究的工作绝大部分都是在这两个物理分析组里面进行的。
此次最终发现重子中的CP破坏，不仅验证了粒子物理标准模型的理论预言，更为探索超越标准模型的新物理现象开辟了崭新的路径。重子CP破坏现象可能携带表征宇宙早期正反物质不同行为的独特“密钥”，或将成为寻究新物理的黄金探针。随着大科学装置迭代升级、前沿技术集中涌现、实验性能日益提升，物理学家有望在更高的精度下解析CP破坏机制，重构138亿年前决定宇宙中正反物质存续的决定性瞬间，持续突破人类认知边界，早日揭开重大科学问题之谜。
LHCb实验论文预印本：https://arxiv.org/abs/2503.16954
CERN新闻报道：https://home.cern/news/press-release/physics/new-piece-matter-antimatter-puzzle
CAS新闻报道：https://english.cas.cn/newsroom/research_news/phys/202504/t20250409_1040853.shtml
国家重点研发计划项目“功能薄膜材料微结构的原位同步辐射表征方法及其在卫星、6G 高温超导微波通信器件中的应用”中期总结会顺利召开
2025年4月5日，由中国科学院大学牵头，中国科学院上海高等研究院、中国科学院物理研究所、松山湖材料实验室、中国科学技术大学、上海科技大学共同承担的国家重点研发计划项目“大科学装置前沿研究”专项“功能薄膜材料微结构的原位同步辐射表征方法及其在卫星、6G高温超导微波通信器件中的应用”在上海高等研究院上海光源召开中期总结会。本次会议围绕项目及课题的总体进展情况，特别是任务书规定的中期目标和考核指标完成情况，人才培养和组织管理情况、经费使用情况等各方面进行总结汇报。
项目专家组组长哈尔滨工业大学李立毅教授，专家组成员中国科学院理化技术研究所李来风研究员，电子科技大学陶伯万教授，中国科学院物理研究所麦振洪研究员、金魁研究员，南京大学吴小山教授，中国科学院上海微系统研究所尤立星研究员以及安徽大学田明亮教授出席了该项目中期总结会。同时，中国科学院前沿局贺鹏主管，中国科学院大学科研处谷叶童主管出席本次会议。
会上，项目负责人中国科学院大学高琛教授重点围绕项目的中期考核目标、项目总体进展、项目组织管理情况等作项目中期总结汇报。项目下设的四个课题组组长也分别围绕每个课题的进展情况，中期考核指标完成情况及课题的组织管理、经费使用进行了相关汇报。项目专家质询阶段，专家组肯定了项目中期任务的完成情况，同时也针对项目实施过程中存在的一些问题给出了意见和建议。
会议期间，项目专家组还现场参观了本项目在上海光源BL02U2表面衍射实验站研制的功能薄膜PLD 外延生长原位研究平台。这是我国自主研发的第一套功能薄膜同步辐射原位生长研究平台，也是该项目中期的最重要进展之一。项目专家组实地考察了该平台并现场听取了项目负责人、研制人的解说，肯定了任务实施的难度和项目组成员所作的努力，也期待见证项目后期的研究成果。
在项目组全体成员和专家组的共同努力下，国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”专项“功能薄膜材料微结构的原位同步辐射表征方法及其在卫星、6G高温超导微波通信器件中的应用”项目中期总结圆满完成。
香港大学万众博士受邀作《二维插层材料中手性超导性质的探索》报告
2025年4月1日，受9455澳门新葡萄娱乐场网站周武教授邀请，香港大学物理系助理教授万众博士为国科大学子进行题为《二维插层材料中手性超导性质的探索》的学术报告。
在报告中，万众博士首先向师生们介绍了量子材料的发展历史并分析了范德华异质材料和手性材料的研究脉络。万众博士介绍了其研究团队探索的一种独特方法，即通过引入手性分子到二维超导体TaS₂中来诱导手性超导性，并发现了半磁通量量子相移，这一现象是手性分子插层体系所特有的。在这一体系中，万众博士等人还观察到了超导转变温度以下的无磁场超导二极管效应，表明发生了自发的时间反演对称性破缺。这些工作为创造人工量子材料开辟了新的方向。
本次报告在雁栖湖校区线下进行，报告结束之后，多位师生与万众博士就报告内容进行了交流和讨论。
本次学术报告的报告人万众博士本科毕业于吉林大学，并于2018年在普渡大学获得凝聚态物理学博士学位。万众博士的研究领域包括量子材料工程、纳米器件开发以及低温量子输运特性的探索。他专注于高质量异质结的开发及其量子输运特性研究，尤其是在多维度材料与范德华（vdW）集成方法上的创新应用，并探索这些平台中独特的量子现象，如手性超导性等。万博士在相关领域以第一（含共同）作者身份发表了7篇Nature正刊及子刊。
