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美公布GlueX实验升级后首次实验结果

发布时间:2019-09-13 19:25:55

据美国能源部下属托马斯杰斐逊国家加速器装置实验室(JLab)官网近日报道,其连续电子束加速器装置(CEBAF)实验组发布该装置升级后首次GlueX粒子物理实验结果,实验产生了中性π和η两种介子,并发现了这两种粒子的形成机制。实验结果证明,通过探测全新物质形态来研究“夸克禁闭”现象,即夸克不能单独存在而是以成对或3个、5个一组出现,是完全可行的。  为研究原子核的夸克结构,CEBAF从2009年开始启动耗资3.38亿美元的升级改造,包括将能量从6GeV(吉伏,相当于10亿电子伏特)提升到12GeV、改进计算设备并建造第4个开展GlueX粒子物理实验的实验大厅(Hall D)。

GlueX实验使用相对低能量的电子束(其他加速器能量高达1000GeV)开展粒子物理学实验,通过探测混合介子来研究胶子间强相互作用,揭示有关夸克的许多未解之谜。胶子是一种负责传递强核力的玻色子,能把夸克结合在一起形成质子、中子及混合介子。

JLab发言人柯蒂斯·梅尔教授表示,介子由一种夸克与其反夸克通过胶子场作用结合在一起,而混合介子中夸克间胶子场处于激活状态,因此混合介子可以帮助核物理学家们研究粒子在激发态强胶子场下的特性,从而为研究亚原子粒子以及“夸克禁闭”打开大门。

这项发表在《物理评论C》上的研究结果来自去年春天的实验数据,当时电子束能量已经达到12GeV,新的第4大厅已经投入运行,实验中电子束转换成9GeV的光子束,激发氢原子核中的夸克形成介子,为获得介子形成机制提供了重要信息。

梅尔表示:“我们希望能证明,激发态胶子场是一种重要的物质结构,是至今还没被观测到的一种新型强子。”他们接下来会进一步分析这些实验数据,并为今年秋天的新一轮实验做好准备。

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