2023年11月22日,由物科院开展的品牌系列讲座【南高师·格物讲堂】邀请到了欧洲核子中心(CERN)CMS合作组的乌尔茨(Claudia-Elisabeth Wulz)教授，并作了题为“CMS实验的亮点”的学术报告。本次活动由物科院的易凯教授主持，本院的教师、研究生及本科生参加了本次报告会。

讲座伊始，乌尔茨教授简要回顾了粒子物理学标准模型中物质的基本结构，介绍了欧洲核子中心的大型强子对撞机（LHC）及相关的实验项目，着重介绍了CMS实验。这是大型强子对撞机上研究 13.6 TeV 质子-质子对撞的三个探测器之一。正如乌尔茨教授所指出，要建立一个大型强子对撞机的顶级项目需要付出巨大的努力，CMS 从1990年的最初概念到2009年的首次数据采集经历了漫长的孕育过程，目前有来自 57个国家 255个机构（11个中国机构）的6000 名活跃成员（其中约240名来自中国）。她进一步讨论了 CMS的各种子探测器系统，以及这些系统如何实现对各种粒子的识别，而这正是解释碰撞的物理机制的基础。最艰巨的实验任务之一是过滤海量的碰撞数据，使其达到目前技术允许的事例记录速率（约1千赫兹），同时最大限度地挖掘数据的物理价值——CMS利用创新的两级触发系统解决了这一问题。

随后，乌尔茨教授话锋一转，讨论了CMS丰富的物理目标和已经取得的成就的一些亮点，包括实现这些目标的一些新方法。新方法包括探测可能的长寿命粒子的大位移顶点和延迟信号，以及机器学习技术（仅举两例）。目前，大型强子对撞机的巨大成功是在2012年历史性地发现了希格斯玻色子。她讲述了这一历史成就，并回顾了十年来希格斯粒子数据在质量和数量上的巨大进步：标准模型希格斯粒子以优异的结果通过了所有验证。由于时间有限无法介绍 CMS 的所有结果，乌尔茨教授着重选择了几个近期的新物理主题进行介绍：超出标准模型之外的物理学领域有一些新的进展，比如实验显示出一种可能的轻型（约 95 GeV）希格斯玻色子的迹象（2.9倍标准偏差）；寻找全新类型的粒子-同样是超越标准模型的-它们寿命很长，甚至会在距离相互作用点数米之外衰变。后一类粒子在对撞机实验的传统实验装置中基本上是看不到的，因此需要对CMS 探测器进行创新。

最后，在标准模型范围内，她介绍了由博彩论坛 /清华大学主导的在 J/ψ-J/ψ 质量分布中观测到的三重结构，令在坐师生倍感振奋。这些结构是“奇特”强子的主要候选者，它们由四个粲夸克组成，即全重的“四夸克"。

CMS 和整个大型强子对撞机项目都取得了巨大成功，但无论是CMS 还是大型强子对撞机都不能满足于现状：欧洲核子研究中心（CERN）制定了长期的大型升级计划，以巩固过去的成功，并确保在未来创造新的显著成绩。乌尔茨教授介绍了CERN将升级后的高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）运行到2040年的计划，预计对撞机的亮度将提高五倍，CMS 将获得十倍以上的数据。而这所有这一切都要求改进CMS 探测器，目前已经进行的有包括升级径迹探测器、精确时间测量探测器以及安装高精度量能器。

最后，乌尔茨教授了强调了CMS/LHC项目的实力、广泛的影响力，以及广阔的前景，并鼓励青年学子加入这个项目。她在报告结束后回答了在场师生的各种问题，气氛热烈友好。

乌尔茨教授介绍：

克劳迪娅-伊丽莎白-乌尔茨(Claudia-Elisabeth Wulz)是奥地利物理学家，受雇于维也纳奥地利科学院高能物理研究所。她的职业生涯始于 UA1 实验，1982年成为CERN的暑期学生，随后成为CERN研究员，在Carlo Rubbia小组工作期间参与了传递弱相互作用的波色子W粒子和Z粒子的发现——Carlo Rubbia因此获得诺贝尔奖。在UA1 工作后，她参与了CP 破坏实验 NA48，在CMS成立之初就加入了该团队。她一直专注于 CMS 触发系统，并与她的小组一起探索新物理。她一直是CMS 管理委员会的成员，并刚刚完成了合作委员会主席的任期。她喜欢为大学生讲授粒子和天体粒子物理学，并向公众传播科学知识。