复旦大学探索X17粒子：揭开宇宙新谜团的关键一步
国家自然科学基金重大非共识项目启动试点，复旦大学现代物理研究所核科学与技术系的重离子物理团队成功入选其“原子核跃迁中新粒子探测”项目。这一项目旨在通过多方面实验论证，为“X17粒子是否存在？”这一重大非共识科学问题提供关键证据。
重大非共识项目试点是我国支持高风险、高价值基础研究的重要举措。在全球科技竞争日益激烈的背景下，探索科研“无人区”成为赢得未来发展的关键。由中国科学院院士马余刚教授推荐，复旦大学现代物理研究所青年研究员赵杰负责的项目，聚焦于可能颠覆现有物理认知的前沿课题：在原子核跃迁中探测可能暗示“新的基本力”存在的X17粒子。
揭开X17粒子的神秘面纱
“我们目前所认知的宇宙，由四种已知的基本力所主导——引力、强力、电磁力与弱力。”赵杰解释，这些力构成了我们理解一切物理现象的基础。然而，仍有如暗物质、暗能量的来源以及物质与反物质为何不对称等重大谜题，现有理论无法解释。这些未解难题推动科学家寻找超越当前认知的新物理理论。
近年来，一种被称为X17的粒子引起了国际物理学界的广泛关注与争论。这是一种质量约为17兆电子伏特（MeV）、可能超出当前粒子物理标准模型的轻中性玻色子。
“最早是匈牙利的一个团队在实验中捕捉到了异常信号，但目前国际上尚未有其他实验明确发现该粒子。”赵杰介绍。
如果最终该粒子被证实存在，有望成为“新的基本力”的关键证据，从而深刻改变我们对宇宙中基本作用力和演化历史的理解。
项目的“非共识”属性与挑战
该项目的“非共识”属性在于一方面实验证据有限，另一方面理论解释存在分歧。相关研究仍处于早期探索阶段。此次遴选的专家委员会主任、中国科学院院士潘建伟评价道：“如果他们能探测到新粒子，那将是一个非常大的突破，如果没有探测到，相当于证伪了，也是有价值的。”
“探究这个问题的想法已经萌生多年，但面对高风险和高投入，我们作为青年学者只能望而却步。这个项目让我们看到了机会和可能。”赵杰坦言。
多学科合作与实验方案
围绕项目研究目标，赵杰协调下的团队汇集了来自多所知名高校和科研院所的多学科交叉研究力量。其中，四名复旦成员长期从事中低能实验物理研究。同时，团队将在理论层面与新物理、宇宙学等学科展开合作。
研究方法上，团队联合中国科学院近代物理研究所、上海高等研究院等，提出了双路径实验方案。一方面提出MeV高精度电子谱仪实验，探测原子核跃迁中的X17新粒子；另一方面，依托国家大科学装置——上海光源的激光-电子伽马源平台，利用高能光子束流寻找X17粒子是否存在的新证据。
“短期1-3年内，我们的研究重心将放在实验探测X17粒子上，即通过实验验证其是否真实存在。”赵杰强调。
科学探索的未来与期望
当前，国际多个团队都在进行新粒子的捕捉，这场科学竞赛的背后，是人类对未知世界共同的好奇与探索。对于项目前景，赵杰既充满期待，也保持理性：“我们对于完成这个实验很有信心，但是实验成果是否能成功探测出X17粒子，一切都还是未知数。科学探索本就如此。”
马余刚院士表示：“重大非共识的课题中往往隐藏突破性价值，当然也伴随更高风险。真正改变领域的项目，早期常不被理解，需要耐心与韧性护航。这次基金委设立重大非共识项目正是营造这样的机会，鼓励年轻人心无旁骛地啃硬骨头。”
