物理學(xué)家通過使用微小的亞原子“子彈”轟擊研究對(duì)象來研究亞原子世界。根據(jù)這些“子彈”從目標(biāo)彈回的方式，人們可以推斷出有關(guān)目標(biāo)結(jié)構(gòu)的大量詳細(xì)信息。這種方法是盧瑟福開創(chuàng)的，他在100多年前用它發(fā)現(xiàn)了原子核。不同種類的亞原子“子彈”探測目標(biāo)的不同方面，就像X射線、MRI和PET掃描儀在醫(yī)學(xué)成像中揭示身體部位的各種基本特征一樣。將原子核結(jié)合在一起的力的某些重要方面只能通過發(fā)射稱為反中子和超子的粒子來研究，這些粒子目前很難產(chǎn)生和控制。
文章指出，這些通常稀有的粒子可以通過未來的“超級(jí)J/psi工廠”大量產(chǎn)生。這種正負(fù)電子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)每年可以采集上萬億(10^12)甚至百萬億J/psi衰變，通過標(biāo)定J/psi衰變產(chǎn)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(zhì)，可以研究從原子核到中子星結(jié)構(gòu)相關(guān)的物理過程。這為粒子物理、核物理學(xué)以及天體物理學(xué)和醫(yī)學(xué)物理學(xué)開辟了新的研究機(jī)會(huì)。
傳統(tǒng)固定靶實(shí)驗(yàn)裝置需要為不同的專用實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生特定種類的粒子源，并且需要共享加速器時(shí)間，大量的人力和資金需求阻礙了這些實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展。相比之下，文章提出的方法將允許同時(shí)使用不同粒子源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不需要額外的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
研究得到基金委中以國際(地區(qū))合作與交流項(xiàng)目和科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助。
文章鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.012003
推介文章鏈接：https://physics.aps.org/articles/v14/s85
利用J/psi衰變研究反中子打靶實(shí)驗(yàn)示意圖
