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6月30日,《物理評論快報》發表了中國科學院高能物理研究所研究員苑長征與以色列特拉維夫大學教授Marek Karliner合作完成的研究成果。
物理學家通過微小的亞原子“子彈”轟擊研究對象來研究亞原子世界。根據這些“子彈”從目標彈回的方式,可以推斷出有關目標結構的詳細信息。這一方法由盧瑟福開創,他在100多年前用它發現了原子核。不同種類的亞原子“子彈”探測目標的不同方面,如同X射線、MRI和PET掃描儀在醫學成像中揭示身體部位的各種基本特征一樣。將原子核結合在一起的力的某些重要方面只能通過發射稱為反中子和超子的粒子來研究,這些粒子目前較難產生、控制。
研究顯示,這些通常稀有的粒子可以通過未來的“超級J/psi工廠”大量產生。這種正負電子對撞實驗每年可以采集上萬億(10^12)甚至百萬億J/psi衰變,通過標定J/psi衰變產生的反中子、超子和反超子并用來轟擊安放在探測器中心附近的靶物質,可以研究從原子核到中子星結構相關的物理過程。這為粒子物理、核物理學及天體物理學和醫學物理學開辟了新的研究機會。
傳統固定靶實驗裝置需要為不同的專用實驗產生特定種類的粒子源,且需要共享加速器時間,人力和資金需求阻礙了這些實驗的進展。相比之下,該研究提出的方法將允許同時使用不同粒子源進行實驗,不需要額外的基礎設施建設。
該論文被編輯推薦,并在《物理》雜志上配發推介文章《利用現有和未來裝置產生反中子和超子》。研究工作得到國家自然科學基金中以國際(地區)合作與交流項目和國家重點研發計劃的資助。
利用J/psi衰變研究反中子打靶實驗示意圖
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