頂夸克是最重的已知基本粒子，質量約為184倍氫原子核，壽命極短（約10-25秒）。傳統理論認為其壽命太短無法形成束縛態。13日，記者從山東大學了解到，該校李海峰教授團隊參與的ATLAS（超環面儀器）實驗發現了頂夸克—反頂夸克束縛態，即“頂夸克偶素”，並以8倍標準偏差的顯著性確認其存在。這一發現顛覆了粒子物理教科書認知，被國際學界視為30年來頂夸克物理最重要的成果之一。相關研究成果發表在學術期刊《物理學進展報告》上。

ATLAS實驗是歐洲核子研究中心大型強子對撞機上的四大主要國際合作實驗之一，旨在探索粒子物理的前沿問題，包括山東大學在內的多個中國研究團隊深度參與其中。

“自然界有6種夸克，其中一種叫頂夸克，質量最重。”李海峰向科技日報記者解釋，之前科學界認為一個頂夸克和一個反頂夸克不能形成束縛態，但現在科學家通過實驗看到了束縛態，這顛覆了傳統認知。值得注意的是，頂夸克偶素的尺寸約為0.01飛米（即10-17米），是目前發現的最小束縛態。

李海峰帶領課題組分析了ATLAS實驗獲取的質子與質子對撞數據，在海量的本底事例中挑選出信號事例。該工作的難點是要處理系統誤差，其共有200多個系統誤差。他們完成了事例判選、誤差估計、統計分析等實驗步驟，得出最終結果。頂夸克偶素的發現也標誌着自然界所有的夸克偶素都已經被實驗發現。