2019-04-19 06:52:01
CEBAF开启了魅力

用于研究原子核的夸克结构的世界上最先进的粒子加速器刚刚吸引了具有新能力的物理学家。 CEBAF在能源部托马斯杰斐逊国家加速器设施中生产的J /ψ(J / psi)颗粒中的夸克夸克证实了该设施已经将电子束扩展到更高能量的精密核物理研究领域。

该成就的详细信息在丹佛举行的美国物理学会4月会议上公布。

“很高兴看到在杰弗逊实验室的12个GeV时代出现了近阈值生成的主题。最近关于欧洲核子研究中心的四角星状态的报道以及对基本方面的影响大大增加了对这一主题的兴趣。量子色动力学,“杰斐逊实验室科学副主任Robert McKeown说。

夸克是构建我们可见宇宙的粒子的基本构建块。有六个夸克:上,下,奇怪,魅力,底部和顶部。最小的,上下夸克,是质子和中子的组成构建块。

含有最小质量夸克的粒子需要在粒子加速器中产生最少的能量,例如Jefferson Lab的连续电子束加速器设施,DOE科学用户设施办公室。例如,杰斐逊实验室长期以来研究过上,下和奇怪的夸克。然而,在列表中产生下一个夸克需要比原始CEBAF提供的能量更多的能量。

CEBAF的升级使其原始设计运行能量增加了三倍,达到120亿电子伏特或12 GeV,从而实现了新的功能。

“对我们来说,重要的是因为你不能产生J /ψ直到某个能量,即8.2 GeV。在12 GeV时代之前,我们没有那么高的电子能量,”科林格里森说,博士后研究印第安纳大学的同事。 “但是现在,我们可以看到J /ψ的横截面如我们所说的那样开启。有一些非常有趣的物理学,你可以通过增加光束能量时横截面的形状来研究它。”

Gleason和他的同事在Gluonic Excitations Experiment中产生J /ψ粒子。 GlueX旨在生成和研究混合介子,以帮助核物理学家理解胶子,即负责结合夸克的粒子在物质结构中发挥作用。 GlueX已经完成了第一阶段的数据采集,实验合作已经开始准备数据分析阶段。

该实验还允许研究其他现象,例如光子 - 质子碰撞中J /ψ的产生。 1974年发现的J /ψ是魅力夸克存在的第一个证据。

虽然世界各地的加速器中已经产生了数十亿颗粒子,但杰斐逊实验室研究这种粒子在低能量(接近生产阈值)的光子 - 质子碰撞中的产生是独一无二的。对GlueX数据的初步分析开始阐明J /ψ如何产生的机制。此外,杰斐逊实验室提供的能量范围内光子产生J /ψ的研究使核物理学家能够重新审视最近在欧洲核子研究中心进行的LHCb实验报告的五夸克重子现象。

“我将讨论当我们搜索混合介子时我们测量的东西,我将讨论为了搜索它们所需的分析,以及实验的最新结果,例如J /ψ生产,“格里森说。

Gleason于4月14日星期日在丹佛举行的美国物理学会4月会议上介绍了GlueX实验的初步结果。

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