来源:科学剃刀
2025年5月26日,《物理评论快报》刊登了核物理领域的重要突破。由托马斯·杰斐逊国家加速器实验室领衔的国际团队,利用光子束轰击氘、氦、碳等原子核,首次实现了原子核内部胶子分布的亚阈值测量。这项被编辑推荐的研究,揭开了强核力作用机制的新篇章。
实验关键在于捕捉J/ψ粒子。这种由粲夸克构成的粒子像探针,当高能光子撞击原子核时,胶子与光子相互作用会产生J/ψ。研究团队打破常规,使用8.2GeV以下的低能光子束,通过原子核内质子中子的动能补偿,成功在亚阈值条件下生成J/ψ。这相当于用低于起跳高度的踏板完成撑杆跳——核内粒子的运动能量补足了光子能量的不足。
数据揭示反常现象:实际检测到的J/ψ产量比理论预测多出20%。这暗示核内胶子分布与自由质子中的胶子存在差异,可能对应着困扰学界40余年的EMC效应(核子内夸克运动减速现象)的胶子版本。麻省理工学院的博士后杰克逊·派伯斯开发的光锋动力学分析方法,让这个看似不可能的任务成为现实。
胶子作为强核力的载体,虽占可见宇宙质量95%,其行为却像量子世界的幽灵。以往测量自由质子胶子分布需要至少8.2GeV光子束,而核环境中的胶子更难捕捉。此次6周实验仅获得几十个J/ψ事例,却开辟了全新观测窗口。就像用地质锤在岩层上敲出裂缝,后续实验可循此深入。
研究团队已申请更长时间的专用束流,计划用100天积累数据。未来电子-离子对撞机建成后,这类测量精度将提升百倍。理解胶子行为不仅关乎基础物理,对量子计算、新型核能开发都有潜在影响。正如论文通讯作者奥尔·亨所说:'我们正在绘制强核力的量子地图,或许百年后才能看懂全貌,但每个坐标点都是人类认知的突破。'
参考文献:
J. R. Pybus et al, First Measurement of Near-Threshold and Subthreshold J/ψ Photoproduction off Nuclei, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.201903 . On arXiv : DOI: 10.48550/arxiv.2409.18463
阅读最新前沿科技趋势报告,请访问欧米伽研究所的“未来知识库”
https://wx.zsxq.com/group/454854145828
未来知识库是“ 欧米伽 未来研究所”建立的在线知识库平台,收藏的资料范围包括人工智能、脑科学、互联网、超级智能,数智大脑、能源、军事、经济、人类风险等等领域的前沿进展与未来趋势。目前拥有超过8000篇重要资料。每周更新不少于100篇世界范围最新研究资料。 欢迎扫描二维码或访问https://wx.zsxq.com/group/454854145828进入。
截止到3月31日 ”未来知识库”精选的百部前沿科技趋势报告
(加入未来知识库,全部资料免费阅读和下载)
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.