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CMS课题组: 一个科学成果是如何诞生的?

“科学成果是如何诞生的?”

或许你在新闻里看到过这样的报道:

“科学家发现三玻色子产生的新模式!”

“科学家在中微子质量模型研究中取得重要进展”

“中国CMS团队提出结合缪子成像

和暗物质探索的原型实验!”

这些激动人心的成果背后

并非偶然的灵光一现

而是无数科研工作者在实验室里

日复一日的探索、计算、验证

从探测器的一个微小信号

到最终登上顶级期刊的论文

科学发现的每一步

都凝聚着智慧与坚持!


下面,请跟随北京大学物理学院技术物理系CMS课题组的张铭滔同学(博士在读四年级),一起亲历从0到1的科研创造全过程。点击视频,沉浸式体验"一个科学成果是如何诞生的"。



关于我们

CMS(Compact Muon Solenoid)是欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)上四大核心探测器之一,致力于探索微观世界的终极规律。它是人类探索微观世界的“超级显微镜”,专门用于捕捉质子对撞瞬间产生的粒子踪迹,尤其是难以捕捉的μ子(一种类似电子但更重的轻子)。1998年国家自然科学基金委员会与欧洲核子研究中心签署LHC实验合作协议,中国多家高校和研究机构陆续加入四个实验合作组,在探测器研制建造与升级、探测器运行维护与物理分析研究等方面作出了一系列重要贡献。

北京大学物理学院技术物理系CMS实验团队是中国参与CMS国际合作组的核心团队之一,1996年成为合作组正式成员至今,在缪子阻抗板探测器、微结构气体探测器、缪子超快时间探测器研发、希格斯粒子探寻与测量及多玻色子物理、味物理、新物理探索等方面取得多项重要成果。中国合作组于2012年与ATLAS合作组发现希格斯玻色子,并持续推动全面表征其特性。

北京大学CMS实验团队教师(左起:孙小虎、周辰、冒亚军、王大勇、班勇、李强、王思广)


研究方向与核心使命

课题组聚焦粒子物理实验、高能量前沿,致力于通过CMS探测器捕捉质子对撞产生的海量数据,探索物质基本结构、宇宙起源等重大科学问题。核心研究方向包括:

01: 大型强子对撞机上CMS实验物理研究

- XYZ 个课题:

1)针对读研同学的数据分析长期课题 X个

2)针对低年级同学的蒙特卡罗中短期课题 Y个

3)包括机器学习的很多课题 Z个

- 多玻色子丰富物理:希格斯玻色子性质测量、三玻色子、玻色子散射、稀有衰变、特色肥喷注;




02: PKMu实验的模拟及设计研究

- 5+个课题;

-基于HIAF(强流重离子加速器)- HIRIBL(放射性次级束流分离器)装置的缪子散射实验、探测器的简易设计;

- 面向本科科研、本科论文、研究生。


03: 高能量前沿的量子纠缠研究

- 10+个课题;

- 对撞机上测量量子纠缠、三体量子纠缠、电子/缪子打靶量子实验;

- 面向本科科研、本科论文、研究生。



科研及学生培养特色

01: 全球视野,顶级协作

与CERN、MIT、加州理工等30余个国际顶尖团队实时联动,共享LHC每秒亿万次对撞产生的海量数据,是真正的“科学联合国”;学生可申请赴CERN参与现场实验(年均3-5人获资助)。


02: 突破性成果,青年核科学家的摇篮

- 深度参与希格斯玻色子发现(2012年诺贝尔物理学奖成果);

- 在国际顶刊年均发表论文10+篇。

03: 本科生科研“三段式”和专属导师团

启蒙期(1-2月):参与探测器组装调试,亲手触摸“捕捉粒子的网”;

实战期(3-6月):在国际合作组会议汇报数据分析结果;

创造期(6-12月):独立完成课题,优秀成果可写入CMS合作组正式论文。

专属导师团:1位教授+1位CERN资深研究员+1位博士生组成的“科研铁三角”。


加入我们

北京大学技术物理系CMS实验团队欢迎本科生、研究生的加入!在这里,你将有机会

✅ 参与国际顶级实验:加入欧洲核子研究中心(CERN)的CMS实验,探索高能物理最前沿。

✅ 学习尖端技术:从探测器硬件到数据分析,掌握人工智能、机器学习等先进方法。

✅ 与全球科学家合作:与来自世界各地的顶尖研究者共同攻关,发表高水平论文。

✅ 见证科学发现:亲身经历从实验设计、数据采集到成果发表的全过程。

我们寻找这样的你:

✅ 对粒子物理、核技术或计算机科学感兴趣。

✅ 具备一定的编程能力(Python/C++等)或愿意学习。

✅ 有科研热情,愿意投入时间探索未知。

课题组联系人周辰 (czhouphy@pku.edu.cn),加入CMS团队,让我们一起书写下一个科学传奇!


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