五十年前，一场震撼粒子物理学的“十一月革命”悄然掀起波澜。1974年11月，华裔物理学家丁肇中与美国物理学家Burton Richter分别独立发现了一种新粒子——J/ψ粒子，揭开了物质微观结构的新篇章。J/ψ粒子的发现标志着“粲夸克”的诞生，为人类理解物质构成带来了革命性的突破，也让两位科学家获得了1976年诺贝尔物理学奖。时至今日，“十一月革命”已走过了50年，全球粒子物理领域新成果不断涌现，而中国在这场科学竞逐中逐渐崭露头角，跻身世界前沿。
赵政国，实验粒子物理学家，中国科学院院士，中国科学技术大学教授。长期从事粒子物理实验，并在中微子质量测量、 π奇异原子强相互作用效应研究、北京正负电子对撞机北京谱仪实验研究、大型强子对撞机ATLAS实验、希格斯粒子和新物理的寻找等领域做出了重要贡献。2005年获国家自然科学二等奖，2014年获何梁何利科学与技术进步奖。现任中国物理学会副理事长。
J/ψ粒子的发现与意义
直播中，专家们首先简要地介绍了粒子物理，然后回顾了粒子物理领域的“十一月革命”—J/ψ粒子的发现。1974年，丁肇中和Burton Richter的研究组几乎同时发现粲夸克偶素J/ψ粒子，首次揭示了粲夸克的存在，从而彻底改变了人类在微观领域对夸克“代”结构的认知，形成了粒子物理领域的实验研究新范式，掀起了基本粒子发现热潮。专家们通过深入而生动的讲解，向观众阐述了J/ψ粒子的发现如何推动了粒子物理标准模型的完善进步以及对实验研究的促进，并对该成果在物理学理论中的重大影响进行了详细解释。这一发现不仅为丁肇中和Richter赢得了诺贝尔奖，也开启了粒子物理发展的新篇章。
中国在高能物理领域长期受限于实验装置，重大的突破来自1980年代建成的北京正负电子对撞机（BEPC）/北京谱仪（BES）实验。BEPC/BES实验运行在陶粲能区，能够产生海量的J/ψ粲偶素粒子，并围绕其展开深入研究。通过这个重大科学技术基础设施，我国在陶粲物理和强子物理领域跻身国际前列。目前，我国的科学家正在开展新一代的正负电子对撞机“超级陶粲装置”（STCF）的预研工作。相对于当前正在运行的BEPCII/BESIII装置，STCF的质心能量从2 GeV - 5 GeV扩展到2 GeV - 7 GeV，亮度提升超过50倍，在性能上有量级的提升，具有重大的发现潜力。得益于亮度的重大提升，未来STCF产生的数据在一周的实验运行中即可超过BEPCII/BESIII一年的积累。STCF装置是国际粒子物理的重大装置之一，有望对我国高能物理领域的发展提供重要支撑，进一步提升我国在该领域的全球竞争力。STCF的建设符合当前国内外粒子物理领域的发展需求，也符合我国的社会发展现状和战略需求。专家们分享了BEPC/BES装置的建设历程和幕后故事，深入解析了STCF的规划蓝图、技术挑战以及其作为大科学装置对工程、技术等不同领域的变革性影响、以及对人才培养和社会科技进步的促进和推动。
在探讨粒子物理的未来研究方向时，专家们展望了包括夸克禁闭、暗物质探测等在内的系列前沿重大科学课题，深入剖析了新一代高亮度对撞机在该领域的重大作用和潜力。粒子物理研究对理解宇宙起源和演化起到至关重要的作用，有望揭示更多宇宙奥秘。高亮度对撞机的应用探索，将进一步推动基础科学的突破性进展。
科普推荐
作为现场讨论的最后一个问题，主持人和专家们向观众推荐了适合深入了解粒子物理的科普书籍，如利昂·莱德曼的《上帝粒子》、保罗·戴维斯的《宇宙的最后三分钟》、斯蒂芬·温伯格的《最初三分钟》。还有经典科普著作，乔治·伽莫夫的《从一到无穷大》——适合零基础的读者入门读物，让人感受到科学的独特之美。杨振伟教授建议，大家走进图书馆随意翻阅，找到最符合自己兴趣和理解层次的科普书籍。
在互动环节，现场和线上的观众们踊跃提问，专家们热情解答了多个热门话题。有观众好奇未来是否会发现更多的基本粒子，赵政国院士指出，物质深层结构的研究仍存在许多未解的重大科学问题，包括新基本粒子和复合粒子的发现，这些突破有赖于现有理论的进一步完善和实验技术的持续进步。他特别提到，未来或许会迎来包括暗物质粒子在内的一系列重要发现，为科学认知带来革命性进展。此外，有观众询问机器学习和量子计算在粒子物理领域的应用，专家们强调，机器学习等分析方法早已在高能物理数据分析中应用，并已展现出巨大潜力，帮助科学家从海量数据中挖掘新规律，同时也促进了这些先进分析方法的进一步发展，未来将可更广泛运用，比如在加速器和探测器的设计和物理实验中。袁岚峰研究员补充，量子计算目前还没有具有实用价值的成果，尚处于实验室演示阶段，但与量子计算非常相似的量子模拟正在取得突破，例如中国科大潘建伟院士团队用冷原子阵列模拟规范场论或费米子哈伯德模型。也许在不远的将来，量子模拟就将用于解决粒子物理中的复杂问题。
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