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“向麦克老大三呼夸克（T h r e e quarks for Muster Mark）”。这句话出自詹姆斯·乔伊斯小说《芬尼根的守灵夜》。1964年，当美国物理学家默里·盖尔曼读到这里时，眼前豁然一亮。于是，他将自己的最新发现命名为“夸克（quark）”，意指一个质子中有3个夸克，质子并不是构成物质的最基本粒子。
1964年，默里·盖尔曼和乔治·茨威格独立提出了夸克模型。他们认为重子和介子是由其他3种更基本的粒子构成的，这样它们的关键特性才能得到很好的解释。他们的理论模型预言了新型粒子的存在。
目前，人类已知的夸克有6种。它的种类被称为“味”，即上（u）、下（d）、奇（s）、粲（c）、底（b）及顶（t）。上及下夸克的质量是所有夸克中最低的。较重的夸克会通过一个叫粒子衰变的过程，来迅速地变成低质量的夸克。粒子衰变是一个从高质量的态变成低质量态的过程。上及下夸克一般来说比较稳定，它们在宇宙中较为常见，而奇、粲、顶及底则只能经由高能粒子的碰撞产生并很快衰变。
新奇的世界，總是能激励各国的科学家们。2015年7月，欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的LHCb国际合作实验以确定无疑的结果向世人宣布——“五夸克态”粒子的确存在。此项研究由LHCb国际合作组成员共同完成，其中清华大学和美国雪城大学的LHCb研究人员做出了重要贡献。大家欢呼，“LHCb的实验，使人们相信自然界中除了常规物质，确实存在奇特态物质”。
那么，夸克是如何组合在一起的？它的性质是什么？是否有新的五夸克态或衰变模式？这一连串的问题也正是清华大学工程物理系专家张黎明的星辰大海，解密夸克是他的孜孜以求……
冷板凳17年，只为走进粒子世界
2019年3月26日，欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的LHCb国际合作实验宣布发现一个新的五夸克态Pc （4312），并观测到2015年发现的五夸克结构Pc（4450）实际上是由两个质量相近的共振态Pc（4440）和Pc（4457）叠加而成。清华大学工程物理系副教授张黎明是此次新发现的主要完成者。
这是短短4年时间里，五夸克态的又一次重大发现。“此次发现或能让我们重新认识强相互作用。”高能物理学界又一次为之振奋。以清华大学工程物理系团队为主的LHCb中国组成员功不可没。
“新的研究利用了迄今为止LHCb探测器采集的所有数据，通过重新优化的事例选择条件，信号的接收效率又得到了显著提高。这次实验分析的数据有效统计量比2015年时几乎增加了一个数量级，在低统计量时无法观测到的细致结构清晰地显现出来，给予了人们新的惊喜。”新发现的主要完成者张黎明平静地回忆了此次研究过程。
张黎明言语不多，偌大的实验室听到的更多是机器的声音。他把所有的心思和精力全部用在了高能物理领域，这里是他的激情世界。说起与五夸克态的渊源，张黎明将时间回溯到了1997年。“那年我参加高考，当时老师、父母和亲戚都希望我去中国科学技术大学读书，在那里安心做科研。原因是我从小比较沉默，总喜欢一个人琢磨新奇玩意儿”，张黎明说，“后来还真考到了中国科学技术大学，这样顺理成章就选择了应用物理专业。读到大四的时候，要保研。我选择了高能物理专业的硕博连读，主要是被诺贝尔物理学奖所吸引。而且，中国科学技术大学的高能物理专业有很多国际合作项目，有机会接触到国际最前沿的研究”。
就这样，从1997年到2006年，张黎明师从张子平教授，在核与粒子物理专业深耕，拿到了学士、硕士和博士学位。在学期间，张黎明主攻量子场论、粒子物理、核物理和近代数学，为的是有坚实的理论基础。同时，他还在射线探测技术，计算机在线获取数据、分析数据，运用计算机进行理论研究等方面，积累了丰富的经验。2006年年底，张黎明到美国雪城大学从事博士后研究，加入了LHCb实验组。8年时间，沉迷于粒子物理的重味物理、电荷宇称对称性破缺（CP破坏）和奇特态（Exotic states）寻找等领域。
17年求学生涯，为张黎明今后进行独立的研究和探索打下了扎实的基础。他实现了自己进入高能物理领域的梦。说起求学时的故事，触动张黎明最深的是在日本高能研究所的Belle实验。“那时候还在读博士，我的日本导师是一个非常勤奋的人，科研能力也很很强。他一般要工作到凌晨一两点才睡觉，第二天七八点就又到工作室了。我每次发电子邮件，不论多晚，他总是即刻回复”，张黎明回忆道，“这样的科研精神，让我对科学研究有了新的认识。”在进入研究状态后，张黎明还遇到了生活上的不适应与科研无进展之间的瓶颈期，“由于生活上的一些不适应，工作进展总是很慢。再加上研究项目有难度，我就很焦急。但是，老师鼓励我不要灰心，按照自己的方法做下去。这样的鼓励，对于当时的我来说，就是茫茫大海中的灯塔。也因此，我才能够心无旁骛地按照自己的想法去做实验。后来，实验成功了，成果还发表了论文。这个，对以后走科研道路是很大的鼓舞”。
2014年，张黎明回到清华大学，从事奇特强子态研究，为他解密夸克世界开始了一段新的旅程。
五夸克态，确实存在
2015年，清华大学联手美国雪城大学和LHCb的其他单位，发现了两个新的共振态Pc（4380） 和Pc（4450） ，并认为它们和五夸克态性质相符。由于统计量不够，实验未唯一确定PC（4380） 和PC（4450） 的自旋宇称量子数，只确定它们的自旋量子数一个是3/2和另一个是5/2，宇称相反。2015年12月11日，英国物理学会旗下期刊《物理世界》公布了2015年度国际物理学领域的十项重大突破，发现两个五夸克态的研究成果位列其中。12月18日，美国物理学会主编的《物理》杂志公布年度国际物理学领域八项重要成果，该项成果位列第二。作为LHCb国际合作组成员，张黎明在这项发现中做出了自己的贡献。
1964年，默里·盖尔曼和乔治·茨威格独立提出了夸克模型。他们认为重子和介子是由其他3种更基本的粒子构成的，这样它们的关键特性才能得到很好的解释。他们的理论模型预言了新型粒子的存在。
目前，人类已知的夸克有6种。它的种类被称为“味”，即上（u）、下（d）、奇（s）、粲（c）、底（b）及顶（t）。上及下夸克的质量是所有夸克中最低的。较重的夸克会通过一个叫粒子衰变的过程，来迅速地变成低质量的夸克。粒子衰变是一个从高质量的态变成低质量态的过程。上及下夸克一般来说比较稳定，它们在宇宙中较为常见，而奇、粲、顶及底则只能经由高能粒子的碰撞产生并很快衰变。
新奇的世界，總是能激励各国的科学家们。2015年7月，欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的LHCb国际合作实验以确定无疑的结果向世人宣布——“五夸克态”粒子的确存在。此项研究由LHCb国际合作组成员共同完成，其中清华大学和美国雪城大学的LHCb研究人员做出了重要贡献。大家欢呼，“LHCb的实验，使人们相信自然界中除了常规物质，确实存在奇特态物质”。
那么，夸克是如何组合在一起的？它的性质是什么？是否有新的五夸克态或衰变模式？这一连串的问题也正是清华大学工程物理系专家张黎明的星辰大海，解密夸克是他的孜孜以求……
冷板凳17年，只为走进粒子世界
2019年3月26日，欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的LHCb国际合作实验宣布发现一个新的五夸克态Pc （4312），并观测到2015年发现的五夸克结构Pc（4450）实际上是由两个质量相近的共振态Pc（4440）和Pc（4457）叠加而成。清华大学工程物理系副教授张黎明是此次新发现的主要完成者。
这是短短4年时间里，五夸克态的又一次重大发现。“此次发现或能让我们重新认识强相互作用。”高能物理学界又一次为之振奋。以清华大学工程物理系团队为主的LHCb中国组成员功不可没。
“新的研究利用了迄今为止LHCb探测器采集的所有数据，通过重新优化的事例选择条件，信号的接收效率又得到了显著提高。这次实验分析的数据有效统计量比2015年时几乎增加了一个数量级，在低统计量时无法观测到的细致结构清晰地显现出来，给予了人们新的惊喜。”新发现的主要完成者张黎明平静地回忆了此次研究过程。
张黎明言语不多，偌大的实验室听到的更多是机器的声音。他把所有的心思和精力全部用在了高能物理领域，这里是他的激情世界。说起与五夸克态的渊源，张黎明将时间回溯到了1997年。“那年我参加高考，当时老师、父母和亲戚都希望我去中国科学技术大学读书，在那里安心做科研。原因是我从小比较沉默，总喜欢一个人琢磨新奇玩意儿”，张黎明说，“后来还真考到了中国科学技术大学，这样顺理成章就选择了应用物理专业。读到大四的时候，要保研。我选择了高能物理专业的硕博连读，主要是被诺贝尔物理学奖所吸引。而且，中国科学技术大学的高能物理专业有很多国际合作项目，有机会接触到国际最前沿的研究”。
就这样，从1997年到2006年，张黎明师从张子平教授，在核与粒子物理专业深耕，拿到了学士、硕士和博士学位。在学期间，张黎明主攻量子场论、粒子物理、核物理和近代数学，为的是有坚实的理论基础。同时，他还在射线探测技术，计算机在线获取数据、分析数据，运用计算机进行理论研究等方面，积累了丰富的经验。2006年年底，张黎明到美国雪城大学从事博士后研究，加入了LHCb实验组。8年时间，沉迷于粒子物理的重味物理、电荷宇称对称性破缺（CP破坏）和奇特态（Exotic states）寻找等领域。
17年求学生涯，为张黎明今后进行独立的研究和探索打下了扎实的基础。他实现了自己进入高能物理领域的梦。说起求学时的故事，触动张黎明最深的是在日本高能研究所的Belle实验。“那时候还在读博士，我的日本导师是一个非常勤奋的人，科研能力也很很强。他一般要工作到凌晨一两点才睡觉，第二天七八点就又到工作室了。我每次发电子邮件，不论多晚，他总是即刻回复”，张黎明回忆道，“这样的科研精神，让我对科学研究有了新的认识。”在进入研究状态后，张黎明还遇到了生活上的不适应与科研无进展之间的瓶颈期，“由于生活上的一些不适应，工作进展总是很慢。再加上研究项目有难度，我就很焦急。但是，老师鼓励我不要灰心，按照自己的方法做下去。这样的鼓励，对于当时的我来说，就是茫茫大海中的灯塔。也因此，我才能够心无旁骛地按照自己的想法去做实验。后来，实验成功了，成果还发表了论文。这个，对以后走科研道路是很大的鼓舞”。
2014年，张黎明回到清华大学，从事奇特强子态研究，为他解密夸克世界开始了一段新的旅程。
五夸克态，确实存在
2015年，清华大学联手美国雪城大学和LHCb的其他单位，发现了两个新的共振态Pc（4380） 和Pc（4450） ，并认为它们和五夸克态性质相符。由于统计量不够，实验未唯一确定PC（4380） 和PC（4450） 的自旋宇称量子数，只确定它们的自旋量子数一个是3/2和另一个是5/2，宇称相反。2015年12月11日，英国物理学会旗下期刊《物理世界》公布了2015年度国际物理学领域的十项重大突破，发现两个五夸克态的研究成果位列其中。12月18日，美国物理学会主编的《物理》杂志公布年度国际物理学领域八项重要成果，该项成果位列第二。作为LHCb国际合作组成员，张黎明在这项发现中做出了自己的贡献。