GlueX fuldfører første fase

Et eksperiment, der har til formål at få ny indsigt i den kraft, der binder alt stof sammen, har for nylig afsluttet sin første fase af dataindsamling ved det amerikanske energiministeriums Thomas Jefferson National Accelerator Facility.

Eksperimentet med Gluonic Excitations, eller GlueX, er designet til at producere og studere hybrid mesoner, som er partikler, der er bygget af de samme ting som almindelige protoner og neutroner:kvarker bundet sammen af ​​"limen" af den stærke kraft. Men i modsætning til almindelige mesoner, limen i hybrid mesoner opfører sig anderledes ved aktivt at bidrage til partiklernes egenskaber.

"En meson er en kvark og antikvart bundet sammen. Vores forståelse er, at limen holder dem sammen, og den lim viser sig som et felt mellem kvarkerne. En hybrid meson er en med det stærke gluoniske felt spændt, "sagde Curtis Meyer, en professor i fysik ved Carnegie Mellon University og talsmand for GlueX -eksperimentet.

Et glimt af den stærke krafts åbenlyse handling i hybrid -mesoner vil tilbyde atomfysikere et nyt perspektiv på, hvordan subatomære partikler opbygges af den stærke kraft. Det giver også en unik mulighed for at udforske "kvarkindeslutning - hvorfor ingen kvark nogensinde er fundet alene.

Den første fase af dette eksperiment blev afsluttet med succes i slutningen af ​​november. Det begyndte i 2016 og har afsluttet fire løbetider, indsamling af mere end fire petabyte data til analyse.

"Indtil nu, data fra de to første af disse, hvilket er omkring 20 procent af alle data, er blevet analyseret, "Sagde Meyer.

Han sagde, at der endnu ikke er identificeret hybrid -mesoner i dataene - selvom et sådant resultat ikke er overraskende på dette stadium af analysen. GlueX -eksperimentet var designet til at producere spektret af mesoner, herunder hybrid mesoner, til undersøgelse for at lære mere om kvarkindeslutning og den stærke styrkes rolle i dette fænomen. I den aktuelle analyse, samarbejdet har allerede identificeret flere andre medlemmer af mesonspektret, som de forventede at se.

"Og de tidlige fysikresultater er allerede blevet kommunikeret til samfundet i et tidsskriftspapir og mange konferencepræsentationer, "Sagde Meyer.

Flere publikationer er i den endelige anmeldelsestilstand og forventes at blive vist i 2019. Desuden Meyer sagde, at GlueX -samarbejdet ser frem til at gennemføre sin forskning med hele datasættet fra første fase, et mål, der har været to årtier undervejs.

"Jeg er bedøvet. Vi har arbejdet på at komme til dette punkt i mere end 20 år, og nu har vi endelig den første runde med data, "sagde Meyer." Nu, Vi arbejder på dataanalyse for at se, hvad vi kan lære. "

Den næste fase af GlueX forventes at starte i efteråret 2019. I den fase vil et ekstra detektorsystem, kaldet GlueX DIRC, til påvisning af internt reflekteret Cherenkov lysdetektor, bliver installeret for at opgradere eksperimentets evne til positivt at identificere forskellige typer mesoner ud fra smagene af kvarker, de indeholder.

Eksperimentet blev muliggjort af den nyligt afsluttede 12 GeV -opgradering af laboratoriets kontinuerlige elektronstråleacceleratorfacilitet, en DOE Office of Science brugerfacilitet til kernefysik. Den 12 GeV CEBAF -opgradering var $ 338 millioner, flerårigt projekt for at tredoble CEBAF's originale driftsenergi til undersøgelse af kvarkstrukturen i atomets kerne. Opgraderingen blev afsluttet i 2017 og dedikeret tidligere på året.