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高精度反中子和超子研究的新机遇
2021-07-01|文章来源:实验物理中心 |【
 

  6月30日,《物理评论快报》(Physical Review Letters)发表了中科院高能所苑长征研究员和以色列特拉维夫大学Marek Karliner教授合作完成的研究,论文被编辑推荐,并在《物理》杂志配发题为“利用现有和未来装置产生反中子和超子”的推介文章,文章指出:产生和利用反中子和超子进行物理研究有很大挑战,研究人员提出了利用现有的和未来计划的加速器产生这些粒子的新方法。

  物理学家通过使用微小的亚原子“子弹”轰击研究对象来研究亚原子世界。根据这些“子弹”从目标弹回的方式,人们可以推断出有关目标结构的大量详细信息。这种方法是卢瑟福开创的,他在100多年前用它发现了原子核。不同种类的亚原子“子弹”探测目标的不同方面,就像X射线、MRI和PET扫描仪在医学成像中揭示身体部位的各种基本特征一样。将原子核结合在一起的力的某些重要方面只能通过发射称为反中子和超子的粒子来研究,这些粒子目前很难产生和控制。

  文章指出,这些通常稀有的粒子可以通过未来的“超级J/psi工厂”大量产生。这种正负电子对撞实验每年可以采集上万亿(10^12)甚至百万亿J/psi衰变,通过标定J/psi衰变产生的反中子、超子和反超子并用来轰击安放在探测器中心附近的靶物质,可以研究从原子核到中子星结构相关的物理过程。这为粒子物理、核物理学以及天体物理学和医学物理学开辟了新的研究机会。

  传统固定靶实验装置需要为不同的专用实验产生特定种类的粒子源,并且需要共享加速器时间,大量的人力和资金需求阻碍了这些实验的进展。相比之下,文章提出的方法将允许同时使用不同粒子源进行实验,不需要额外的基础设施建设。  

    研究得到基金委中以国际(地区)合作与交流项目和科技部重点研发计划资助。 

  文章链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.012003 

  推介文章链接:https://physics.aps.org/articles/v14/s85 

   

  利用J/psi衰变研究反中子打靶实验示意图


 
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