于福升

发布日期:2024-10-15

职称:教授,博士生导师

主要研究方向:粒子物理理论

招生专业:粒子物理与原子核物理

邮箱:yufsh@lzu.edu.cn

办公室:兰州大学二分部现物楼207

 

一、主要学历或学术经历

2005年9月-2008年6月:上海大学理学院物理系应用物理专业,获学士学位。

2008年9月-2013年6月:中国科学院高能物理研究所硕博连读,获理学博士学位。

2011年9月-2012年8月:巴黎第十一大学直线加速器实验室,联合培养博士生。

2013年7月-2018年6月: 兰州大学核科学与技术学院,副教授、硕士生导师。

2018年7月至今: 兰州大学核科学与技术学院,教授、博士生导师。

二、主讲课程

本科生《力学》、《理论力学》、《电动力学》,研究生《粒子物理学》、《粒子物理与原子核物理、原子与分子物理前沿讲座》,等。

三、主要成果

从事粒子物理理论和唯象研究,聚焦重夸克相关的味物理与强子物理,在CP破坏和非微扰QCD方面取得了一系列重要成果。在国际一流学术期刊发表SCI论文50余篇,包括在Physical Review Letters发表论文3篇。论文总引用率2500余次,6篇论文被引用超过100次,被成百上千人的大型国际合作实验组如BESIII、Belle和LHCb等引用百余次。(论文发表及引用统计参见高能物理信息库链接:INSPIRE)
代表性成果包括:

(1) 理论指出最佳探测过程,建议和引导实验首次发现双粲重子。

目前最基本的物质结构认为质子和中子由夸克组成。夸克模型预言存在含有两个较重的粲夸克和一个轻夸克的双粲重子,它与由三个轻夸克组成的核子有很大不同,研究双粲重子对理解物质结构和强相互作用的非微扰性质有重要意义。国际上各大实验组经过近二十年的努力都没找到它们存在的确切证据,实验难点在于衰变过程太多、不知哪个是最佳过程。于福升团队在理论上先后克服粲衰变和重子衰变两大难题,通过拓扑图方法分析、用因子化和重散射机制计算指出了分支比最大且实验易于探测的最佳衰变过程,随后LHCb实验组根据上述理论建议取得突破首次探测到双粲重子。

它是由中国科学家主导的重要科学发现。双粲重子的发现入选由国家科技部发布的“2017年度中国科学十大进展”,以及由中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的“2017年世界十大科技进展新闻”。LHCb中国组负责人高原宁院士说:“于福升副教授在与合作者的研究中发现,双粲重子衰变到一个实验上易于探测到的过程有较大的分支比,这成为实验上发现双粲重子的最佳选择。双粲重子的发现是理论与实验结合的典范。”LHCb国际合作组时任发言人Passaleva教授说:“中国的理论家提供了重要帮助,他们的关键建议引导该分析在正确的方向上取得了突破”。 

相关链接:科技部发布“2017年度中国科学十大进展”, “2017年世界十大科技进展新闻”, 科技部报道,中国物理学会报道,兰州大学新闻网“核学院于福升副教授对‘2017年度中国科学十大进展’之‘首次探测到双粲重子’工作做出重要理论贡献”,《兰州大学报》“双粲重子‘藏宝图’”。

代表性论文:Fu-Sheng Yu, Hua-Yu Jiang, Run-Hui Li, Cai-Dian Lü, Wei Wang and Zhen-Xing Zhao, “Discovery Potentials of Doubly Charmed Baryons”, Chin.Phys.C42,051001(2018). [arXiv:1703.09086] 

(2) 理论预言重子中的CP破坏被相关首次发现的实验所证实。

如何理解宇宙物质-反物质不对称是《科学》杂志评选的21世纪125个重大科学问题之一。实现宏观的正反物质不对称的必要条件之一是微观的正反粒子不对称,其关键是电荷共轭-宇称联合对称性破坏,简称CP破坏。截至2025年,实验上只在含两个夸克的介子系统中发现CP破坏,并两度获得诺贝尔奖,但在含三个夸克的重子系统中未确切发现CP破坏。而宇宙中可见物质主要由重子组成,如质子和中子。因此寻找重子系统中的CP破坏有重要物理意义,是当下粒子物理学的重要目标之一。

于福升团队首次实现了重子衰变CP破坏的完整量子色动力学描述,发现不同轨道角动量振幅CP破坏符号相抵的新机制,解决了重子CP破坏偏小的理论难题。提出基于重散射机制的新理论,预言底重子衰变到一个质子和三个pi介子过程中的一个相空间区间的CP破坏为(5.6-5.9)%,推动了相关实验测量。2025年3月,LHCb合作组在该过程中首次发现重子CP破坏[Nature 643,1223(2025)],结果为(5.4±0.9±0.1)%,与理论预言高度吻合,实验文章三处独立引用于福升工作并确认其实验验证。这一发现填补了六十余年的关键实验空白,是人类探索物质基本对称性破坏的关键里程碑,为破解宇宙物质起源之谜开辟了新路径,入选“2025物理学前沿十大进展”之首。

相关链接:《物理学前沿》“2025年度十大进展”及相关介绍,《现代物理知识杂志》“教科书级成果:发现重子CP破缺”,《环球科学》“2025十大科学新闻”,《环球科学》专题采访和10页大幅报道“寻找宇宙失踪的对称性”,兰州大学新闻网“多年攻坚!兰大团队破解宇宙物质起源谜题”,“兰州大学正反物质不对称理论预言首获实验证实”,“兰州大学研究团队在重子CP破坏理论研究中取得重要进展”;

代表性论文: 

Jian-Peng Wang, Fu-Sheng Yu, “CP violation of baryon decays with Npi rescatterings”, Chin. Phys. C 48, 101002 (2024). 

Jia-Jie Han, Ji-Xin Yu, Ya Li, Hsiang-nan Li, Jian-Peng Wang, Zhen-Jun Xiao, Fu-Sheng Yu, “Establishing CP violation in b-baryon decays”, Phys. Rev. Lett. 134, 221801 (2025).

基金项目:

主持教育部中央高校青年教师科研创新能力支持项目(U40项目)、国家自然科学基金重点项目等国家级项目6项:

(1) 主持教育部中央高校青年教师科研创新能力支持项目(U40项目),“强相互作用的非微扰理论新方法”,2025.01-2029.12,在研;

(2)主持国家自然科学基金重点项目,“重味重子衰变及其CP破坏的理论研究”,2024.01-2028.12,在研;

(3) 主持国家自然科学基金面上项目,“粲物理中的一些前沿问题研究”,2020.01-2023.12,已结题;

(4) 主持国家自然科学基金大科学装置联合基金项目,“BESIII上关于粲物理的唯象研究”,2018.01-2020.12,已结题;

(5) 主持国家自然科学基金青年基金项目,“中性D介子混合系统的理论研究”,2016.01 - 2018.12,已结题;

(6) 主持国家自然科学基金理论物理专款合作研修项目,“D介子系统中关于CP破坏的研究”,2014.01 - 2016.12,已结题。

学术活动:

受邀在国内外学术会议和高校院所做学术报告将近百场,包括在“中国物理学会高能物理分会第十四届全国粒子物理学术会议”做特邀大会报告《强子物理与味物理理论研究进展》、“全国重味物理和CP破坏研讨会”做特邀重味物理理论综述报告、大会总结报告,在重味夸克物理领域国际最重要会议之一“CKM国际研讨会”和在大型国际合作实验BESIII、Belle和LHCb等合作组做特邀专题报告,受邀在中科院高能物理所、北京大学、清华大学、中国科学院大学、中国科学技术大学、台湾中央研究院、欧洲核子中心、英国牛津大学、德国卡尔斯鲁厄理工大学、德国锡根大学等国内外高校院所做学术报告。

四、荣誉获奖

教育部“长江学者奖励计划”青年学者(2018);

甘肃省拔尖领军人才(2025);

甘肃省“飞天学者特聘计划”青年学者(2019);

中国物理学会 “最有影响论文奖”一等奖(2019);

英国物理学会中国高被引作者奖(2019);

《中国物理C》优秀论文奖(Best Paper Award)(2022、2026);

北京大学高能物理中心“李政道青年学者” (2021);

甘肃省优秀博士学位论文指导教师(2021、2022、2025);

兰州大学优秀博士学位论文指导教师(2021、2022、2024、2025二人);

兰州大学青年五四奖章(2021);

兰州大学本科毕业论文(设计)优秀指导教师(2016)等。

五、学术兼职及社会服务

甘肃省第十三届政协委员;

甘肃省党外知识分子联谊会副会长;

国家重点研发计划项目咨询专家;

国家自然基金委、教育部、科技部及各省的项目评审专家;

粒子物理学国际主流学术期刊审稿人。

全校学生毕业典礼教师代表致辞。

六、课题组情况

粒子物理学探索物质世界的最基本组成单元及其运动规律以及宇宙演化,是重要的前沿学科。《科学》杂志评选的当前125个重大科学问题中“宇宙由什么构成”排在第一位。21世纪物理学两朵乌云是如何理解暗物质和暗能量。还有正反物质不对称、中微子的性质、Higgs粒子的性质等等问题都亟待解决。粒子物理学的另一个核心问题是如何计算非微扰强相互作用物理量以及如何理解夸克禁闭,从而解决认识核力本质、强子结构等问题。课题组关注并致力于解决以上基本科学问题。

课题组成员:

在站博士后3人、在读博士研究生7人、硕士研究生1人、联合培养博士生1人。

已出站博士后、毕业博士研究生、毕业硕士研究生:

(1)韩佳杰,2022-2026萃英博士后。南京师范大学和兰州大学联合培养博士。历时四年完成了首个完整的基于QCD的重子非轻衰变理论方法,发现不同轨道角动量振幅CP破坏符号相抵的新机制,解决了重子CP破坏偏小的理论难题,发表在PRL上。获中国物理学会高能物理分会第十四届“晨光杯”青年优秀论文奖。出站后入职河南师范大学。

(2)吴善进,2023-2025萃英博士后。北京大学博士、博士后。从事相对论重离子碰撞物理研究。萃英博士后期间主持国家自然科学基金青年基金。出站后入职大连理工大学。

(3)王迪,2015-2020硕博连读。博士期间,赴英国杜伦大学联合培养两年。博士期间在理论上发现了一种新的CP破坏效应,发表在PRL上;发展了拓扑图-不可约表示统一理论。获中国物理学会高能物理分会第十届“晨光杯”青年优秀论文奖,获甘肃省优秀博士学位论文和兰州大学优秀博士学位论文。博士毕业后入职湖南师范大学。

(4)蒋华玉,2015-2022硕博连读。博士期间,赴德国锡根大学联合培养两年。博士期间发展了双粲重子衰变的重散射机制,为指出双粲重子的最佳观测道做出重要贡献。获中国物理学会“最有影响论文奖”一等奖,获甘肃省优秀博士学位论文、兰州大学优秀博士学位论文、兰州大学优秀毕业生。博士毕业后在南开大学做博士后两年,之后入职河南师范大学。

(5)丁剑南,2017-2023硕博连读。博士期间赴北京大学联合培养,主持中央高校基本科研业务费项目。系统研究了标准模型有效场论的算符关联。博士毕业后为北京大学博士后。

(6)贾彩萍,2017-2024硕博连读。博士期间赴中科院高能物理研究所联合培养两年。博士期间改进和发展了重散射机制,基于完整圈图可以计算强相位,从而预言不对称参数和CP破坏等观测量,使之具有强大的应用潜力。获兰州大学优秀博士学位论文、兰州大学优秀毕业生。博士毕业后为北京大学博士后。

(7)黄克胜,2019-2025硕博连读。获兰州大学优秀博士学位论文。博士毕业后入职青海师范大学。

(8)汪建鹏,2020-2025硕博连读。博士毕业后赴德国锡根大学做博士后。博士期间提出创新理论,预言底重子衰变的CP破坏被实验首次发现所证实,理论多次指导实验测量和发现,被《Nature》《Science》等论文多次正面引用。获甘肃省优秀博士学位论文、兰州大学优秀博士学位论文、中国核工业教育学会第三届全国优秀博士学位论文三等奖、《中国物理C》优秀论文奖等。

(9)郭鹏飞,2015-2018硕士。毕业后就业于成都天奥电子股份有限公司从事铯原子钟研发。

(10)刘薇,2018-2021硕士。毕业后就业于烟台市疾控中心。

(11)邵康康,2022-2025硕士,在华中科技大学联培一年。硕士毕业后考入华中科技大学博士研究生。