美国能源部4月19日宣布,批准托马斯·杰斐逊国家加速器实验室(Thomas Jefferson National Accelerator Facility,简称Jefferson Lab)开始规划一项耗资2.25亿美元的项目。该项目包括将其连续电子束加速器 (CEBAF) 的能量从6 GeV提高到12 GeV,同时改进计算设备和建造第4个开展GlueX粒子物理实验的实验大厅(Hall D)。核物理学家们无不为美国能源部的这一决定感到欢欣鼓舞。(右上图为美能源部副部长Kyle McSlarrow 4月19日在杰斐逊实验室全体职工大会上宣布批准其加速器改进计划)
(上图为杰斐逊实验室鸟瞰)
GlueX是一项用来将粒子物理实验推向极限的实验,并期待回答有关微小夸克的一系列重大问题,这些夸克构成宇宙中的大量物质。该项目在20世纪90年代中期开始时,只有少数的核物理学家参与,现在已发展成为一个有7个国家25个研究机构的100位科学家参与的国际间合作项目。(左图为CEBAF改进后的示意图)
(上图左为 Hall A ,右为 Hall B 的探测器,下图为 Hall C)
GlueX实验对CEBAF加速器提出了改进要求,利用CEBAF加速器的改进机会,该实验室的其他装置也要改进自己的探测器和设备。
GlueX实验的独到之处在于它需要使用相对低能量的电子束(与其他一些例如费米国家加速器实验室装置的能量达TEV相比,GlueX只需要12 GeV)。但这正是质子与中子展示其内部结构所需的能量。研究人员将电子束穿过一个菱形的透镜,使其发射出一个光子束,这种光子束能够激发氢原子核中的夸克形成例外重介子-这是一种以前从未观察到的粒子,它能够阐释许多有关夸克的未解之谜,例如,为什么它们总是成对或以3个或5个为一组地出现,以及它们是如何在质子周围禁闭的空间内飞速运转的。(左图为Hall D的探测器示意图)
CEBAF的改进将使其以世界各地其他实验室不能达到的精度对夸克展开观测。GlueX项目的发言人、美国印第安纳大学的物理学家Alex Dzierba说:“这一结果我们已经期待了很长时间。人们通常认为尖端科学需要非常高的能量,但利用很高的精度进行观察同样也会获得基本发现。”(参加GlueX实验的物理学家们高兴地获悉美国能源部宣布的令人鼓舞的消息—右图)
(高能所科研处制作 内容来自侯儒成编译的资料及Jlab网站) |