利用重离子碰撞实验(STAR, CMS, CEE, CBM)研究夸克胶子等离子体以及核物质相图：重离子碰撞实验能产生能产生温度达几万亿度的核物质，这是迄今人类产生的温度最高的物质。在此条件下，通常禁闭在质子、中子等强子中的夸克、胶子被解放出来，形成一种新的物质状态：夸克胶子等离子体(Quark-Gluon Plasma, QGP)。重离子碰撞实验使我们能在实验室中产生和研究QGP。除了极高的温度，重离子碰撞实验产生的QGP还有很多有趣的性质，如极低的粘滞系数（接近理想流体）、极强磁场、极高涡量等。QGP 存在于宇宙演化早期，研究其性质对宇宙学也有重要意义。在对撞能量较低时，系统的重子密度和重子化学势较大，可能存在一些新的复杂相变，例如一级相变和临界点。寻找核物质相图中的一级相变和临界点是当前的研究热点之一。如果实验发现一级相变或临界点，将是写入核物理教科书的重要成果。

主导/参与发现3种新的反物质粒子：人类发现的首个反超核-反超氚核、反氦4，以及迄今发现的最重反超核-反超氢-4。超核，指正常原子核中的质子、中子被含奇异夸克的“超子”替代。反超核是超核对应的反物质。发现新的反物质粒子，是研究正反粒子(不)对称性的基础。如果宇宙早期正反物质的量一直保持对称，它们将完全互相湮灭，宇宙中只剩下光。因此宇宙正反物质不对称是当今物质世界和人类文明存在的基础，其起源是最重要的待解决科学问题之一。

利用无中微子双贝塔衰变实验NvDEx，确定中微子是否是自己的反粒子：随着预言的Higgs粒子在LHC上被发现，粒子物理标准模型作为解释我们物质世界的基本理论，取得了巨大的成功，这是一个时代的完美结束。标准模型中中微子不需要有质量，但中微子振荡实验表明，中微子是有质量的。并且其质量及其微小，远小于其它标准模型费米子。因此中微子已经具有超出标准模型的性质，可能成为打开一个新时代的钥匙。除中微子外，所有标准模型的费米子都不是自己的反粒子，只有中微子尚未确定是否是自己的反粒子。如果中微子是自己的反粒子，那么“翘翘板机制”能自然地解释中微子极其微小的质量。如果观察到无中微子双贝塔衰变，则能证明中微子是自己的反粒子，突破当前标准模型。此外，无中微子双贝塔衰变还是CP宇称破坏过程和轻子数不守恒过程，可能解释为什么我们今天宇宙的可见部分由物质构成，而不是等量的正反物质完全湮灭。无中微子双贝塔衰变如果存在，其半衰期可能长达10²⁹年，观测极为困难，需要尽可能降低本底。NvDEx实验使用最新的半导体芯片传感器技术，在降低本底方面有三个独特的优势：1.高衰变能量；2.通过三维事例重建区别信号与本底；3.世界最深的锦屏地下实验室。这些给予NvDEx很大的潜力，可能最早达到观测无中微子双贝塔衰变所需的敏感度，冲击无中微子双贝塔衰变的发现这一诺奖级的突破。

我的第一位博士吴俊霖发表Nautre毕业（反物质超氢-4的发现），期待更多优秀的同学们加入，共创辉煌 :-)

070202-粒子物理与原子核物理

高能核物理
中微子物理

2008-02--2012-02   Brookhaven National Lab.   访问学者
2006-09--2012-01   中国科学院近代物理研究所   博士
2002-09--2006-07   西安交通大学   学士

   

2019-08~现在, 中国科学院近代物理研究所, 研究室主任
2019-01~现在, 中国科学院近代物理研究所, 研究员
2016-04~2018-12,Purdue University, 博士后
2012-02~2016-03,Lawrence Berkeley National Lab., 博士后

   

（1） Observation of the antimatter hypernucleus antihyperhydrogen-4, Nature, 2024, 第 1 作者
（2） Studies of Beauty Suppression via Nonprompt D0 Mesons in Pb-Pb Collisions at sNN=5.02 TeV, Phys. Rev. Lett., 2019, 第 1 作者
（3） Centrality and transverse momentum dependence of D0-meson production at mid-rapidity in Au+Au collisions at sNN=200GeV, Phys. Rev. C, 2019, 第 2 作者
（4） Nuclear modification factor of D0 mesons in PbPb collisions at sNN = 5.02 TeV, Phys. Lett. B, 2018, 
（5） Elliptic flow of charm and strange hadrons in high-multiplicity pPb collisions at sNN = 8.16 TeV, Phys. Rev. Lett., 2018, 第 1 作者
（6） Measurement of Prompt D0 Meson Azimuthal Anisotropy in Pb-Pb Collisions at sNN = 5.02 TeV, Phys. Rev. Lett., 2018, 第 1 作者
（7） Measurement of D0 azimuthal anisotropy at mid-rapidity in Au+Au collisions at sNN = 200 GeV, Phys. Rev. Lett., 2017, 第 1 作者
（8） Measurement of J/psi Azimuthal Anisotropy in Au + Au Collisions at sNN = 200 GeV, Phys. Rev. Lett., 2013, 第 1 作者
（9） Observation of the antimatter helium-4 nucleus, NATURE, 2011, 
（10） Observation of an Antimatter Hypernucleus, SCIENCE, 2010, 

已指导学生

朱毅  硕士研究生  070202-粒子物理与原子核物理  

现指导学生

黄思远  硕士研究生  070202-粒子物理与原子核物理  

刘成洋  博士研究生  070202-粒子物理与原子核物理  

唐树成  硕士研究生  070202-粒子物理与原子核物理  

王修贤  博士研究生  070202-粒子物理与原子核物理  

陈绪剑  硕士研究生  070202-粒子物理与原子核物理  

张一夫  硕士研究生  070202-粒子物理与原子核物理