被称为“科学奥斯卡奖”的科学突破奖,近日在美国洛杉矶揭晓2025年度获奖研究成果。其中,基础物理突破奖颁给了欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的四个大型国际合作实验——ATLAS、CMS、ALICE和LHCb,用来表彰他们在希格斯粒子特性测量、新强相互作用粒子发现、正反物质不对称研究和极端情况下物质性质的探索等方面做出的重大突破。四个实验合作组分享300万美元的奖金。这些奖金将被用来设立奖学金以支持各合作单位博士研究生在欧洲核子研究中心从事研究工作。这是历史上第一次将重要基础研究奖项颁发给大型国际合作组全体成员,体现了国际学术界对大型国际合作探索基本科学问题的充分认可。
中国科大粒子物理与原子核物理专业、物理电子学专业和核探测与核电子学国家重点实验室师生参加了ATLAS、CMS和ALICE三个实验(组长分别为吴雨生、鲁楠和唐泽波),在探测器升级、物理分析等方面均做出了关键贡献。
中国科大近五十名师生作为合作组署名作者位列获奖名单中[1-3],其中教师名单如下(按姓氏拼音排序):
ATLAS:杜东硕、韩良、胡启鹏、蒋一、刘建北、刘明辉、刘衍文、彭海平、吴雨生、徐来林、杨洪洮、杨思奇、赵政国、朱莹春,以及外籍专家 Antonio (Toni) Baroncelli,Tatsuo Kawamoto,Rustem Ospanov
CMS:鲁楠
ALICE:白晓智、唐泽波、张一飞
在ATLAS实验中,中国科大课题组在希格斯物理研究和双玻色子精确测量等领域起关键作用,推动对电弱对称性破缺机制和电弱理论规范结构等方向的探索,获得百余项相关测量或新物理寻找研究成果。在缪子谱仪升级和高粒度时间探测器升级等重大国际合作基础设施建设上掌握关键技术,并在系统级研制中做出重要贡献。在探测器研制中起到关键作用但不在作者名单中的探测器与电子学专家包括:金革、李锋、梁昊、孙勇杰和赵雷。在近5000人的国际合作组中担任多项学术领导职务,包括数个大型物理工作组的负责人(数百人乃至千人级别)、国际会议委员会主席、论文委员会委员以及数十人次其他各类职务等。
在CMS实验中,中国科大课题组开展了希格斯玻色子性质和与希格斯玻色子相关的新物理研究,包括通过双希格斯玻色子产生探测希格斯自耦合与寻找超出标准模型的新粒子等。目前,课题组进行第三期运行数据的希格斯物理与夸克胶子等离子体的特性研究,以及高亮度大型强子对撞机CMS探测器升级中时间精度达到50皮秒的超快定时探测器端盖部分的研制。在国际合作组中担任过双希格斯玻色子工作组的负责人、论文委员会委员等学术领导职务。
在ALICE实验中,中国科大课题组主要利用重味夸克偶素作为探针,研究了极端情况下形成的新物质形态——夸克胶子等离子体的特性,为夸克胶子等离子体中重味夸克偶素的新产生机制及其夸克解禁闭特性提供了重要证据。目前,主要开展基于ALICE实验第三期运行数据的物理分析和未来ALICE3实验高颗粒度、高计数率、高时间分辨飞行时间探测器的技术攻关。
中国科大实验团队的研究获得了国家自然科学基金委、科技部、中国科学院、教育部、国家留学基金委等部门的资助。
[1] https://breakthroughprize.org/Laureates/1/L3993
[2] https://breakthroughprize.org/Laureates/1/L3994
[3] https://breakthroughprize.org/Laureates/1/L3992
(核探测与核电子学国家重点实验室、物理学院)