Ученые предлагают новый источник редких субатомных частиц

Совместное исследование профессора Юаня Чангжэна из Института физики высоких энергий Китайской академии наук и профессора Марека Карлинера из Тель-Авивского университета Израиля указывает на новый обильный источник антинейтронов и гиперонов. Эти редкие субатомные частицы необходимы для изучения сил, управляющих поведением материи на самых малых расстояниях, от атомных ядер до нейтронных звезд.

Физики исследуют субатомный мир, бомбардируя своих субъектов градом крошечных субатомных «пуль» или зондов. Основываясь на том, как эти «пули» отражаются от цели, можно сделать вывод о структуре цели.

Этот метод был впервые предложен Эрнестом Резерфордом, который использовал его для открытия атомного ядра более 100 лет назад.

Различные виды субатомных «пуль» исследуют различные аспекты цели, точно так же, как рентгеновские лучи, МРТ и ПЭТ-сканеры выявляют различные важные особенности части тела при медицинской визуализации.

Некоторые важные аспекты силы, удерживающей атомные ядра вместе, могут быть исследованы только путем стрельбы частицами, называемыми антинейтронами и гиперонами, которые в настоящее время очень трудно производить и контролировать.

В новой работе указывается, что эти обычно редкие частицы могут быть произведены в больших количествах и легко запущены в качестве побочного продукта будущей «супер-фабрики J / y».

Это средство, предложенное для подробного изучения определенных типов субатомных частиц со свойством, называемым «скрытым очарованием», открытие которого было признано Нобелевской премией по физике. Это открывает новые возможности для исследований в области физики элементарных частиц и ядерной физики, а также в астрофизике и медицинской физике.

Традиционные установки должны производить множество различных видов пучков для различных специализированных экспериментов и должны распределять время ускорителя между ними. Это требует значительных ресурсов с точки зрения людских ресурсов и финансирования, что затрудняет проведение таких экспериментов.

Напротив, подход, предложенный в новом исследовании, позволит проводить эксперименты с разными лучами одновременно, не требуя дополнительной инфраструктуры и минимальных дополнительных инвестиций.

Chang-Zheng Yuan et al, Cornucopia of Antineutrons and Hyperons from a Super J/ψ Factory for Next-Generation Nuclear and Particle Physics High-Precision Experiments, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.012003