近日，华中师范大学物理学院尹航教授团队在顶夸克物理研究领域取得重要进展。团队主导完成的研究成果《顶夸克产生截面及电荷不对称性的精确测量》[1]于2026年6月1日在国际顶级物理学术期刊《物理评论快报》发表。该研究基于大型强子对撞机（LHC）上LHCb实验数据，首次在前向快度区域实现了顶夸克电荷不对称性的测量，并获得了该运动学区域最精确的实验结果，为精确检验粒子物理标准模型、探索潜在新物理提供了重要实验依据。该成果在早前已登上LHCb新闻，相关报道见 [2]。

顶夸克作为标准模型中质量最大的基本粒子，对电弱对称性破缺和希格斯机制至关重要。它的产生过程对强相互作用和质子部分子分布高度敏感，是检验标准模型的重要探针。在LHC上，顶夸克对（top pair）产生的领头阶具有电荷对称性，次领头阶的夸克–反夸克湮灭虽引入微弱的不对称性，但在质子-质子对撞下被显著稀释。然而在前向快度区，夸克初态贡献增强，使得该不对称性更加明显。因此，精确测量此不对称性对检验高阶QCD理论计算和寻找新物理具有重要意义。

本研究基于LHCb实验在13 TeV质心能量下采集的数据，在缪子与底夸克喷注末态道中开展分析。得益于LHCb探测器在前向快度区域的独特接受度，研究团队实现了对顶夸克产生性质的精确测量。研究中利用机器学习方法进行喷注味道标记，从复杂的强子对撞背景中筛选出高纯度信号事例，并系统研究了主要本底过程，从而显著提升了测量精度。基于上述分析，团队首次在前向区域测量了顶夸克及反顶夸克产生截面的不对称性（如下图所示），与标准模型理论预言一致。

图1 LHCb实验测量获得的Top夸克电荷不对称性

随着未来更高统计量数据的积累，相关测量有望进一步提高精度，从而对顶夸克产生机制及顶夸克电荷不对称性的来源进行更深入研究，并为寻找超越标准模型的新物理线索提供更多可能。

本研究由华中师范大学尹航教授指导，博士研究生李九昭负责主要数据分析并担任论文通讯作者。欧洲核子研究中心（CERN）的徐梦琳博士在重味喷注味道标记等关键分析环节作出了重要贡献。研究工作得到基金委面上项目的支持。论文由LHCb合作组全体成员共同署名，并遵循高能物理领域国际惯例，作者按姓氏字母顺序排序。这是继弱混合角、Z玻色子质量（PRL）、Z玻色子产生截面与极化（PRL）测量之后，该团队在电弱与顶夸克物理方向取得的又一项成果。

论文链接：

[1] https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/c1x7-f9wn
[2] https://lhcb-outreach.web.cern.ch/2026/02/15/chasing-top-quarks-and-higgs-bosons-with-artificial-intelligence/