第一個實驗結(jié)果發(fā)布于美國能源部托馬斯杰斐遜國家加速器設(shè)施新升級的連續(xù)電子束加速器設(shè)施(CEBAF)。結(jié)果證明了檢測潛在新物質(zhì)形式的可行性，以研究為什么從未孤立地發(fā)現(xiàn)夸克。

12 GeV CEBAF升級是一項耗資3.38億美元的多年項目，旨在將CEBAF的原始運行能量增加三倍，用于研究原子核的夸克結(jié)構(gòu)。升級的大部分已完成，將于2017年完成。

科學(xué)家們一直在嚴(yán)格調(diào)試實驗設(shè)備，為核物理實驗的新時代做準(zhǔn)備。這些活動已經(jīng)產(chǎn)生了第一個科學(xué)成果，來自Gluonic Excitations Experiment。GlueX通過搜索混合介子來研究強力，將物質(zhì)粘在一起。

根據(jù)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)物理學(xué)教授，杰斐遜實驗室GlueX實驗發(fā)言人柯蒂斯邁耶的說法，這些混合介子由普通質(zhì)子和中子構(gòu)成，這些質(zhì)子和中子是通過“膠水”結(jié)合在一起的夸克。強大的力量。但與普通介子不同，混合介子中的膠水表現(xiàn)不同。

“基本的想法是介子是夸克和反夸克結(jié)合在一起的，我們的理解是膠水將它們組合在一起。而且這種膠水表現(xiàn)為夸克之間的一個區(qū)域?；旌辖樽邮且粋€強大的膠子領(lǐng)域興奮，“梅耶解釋道。

他說，生產(chǎn)這些混合介子可以讓核物理學(xué)家研究其中強壯的膠子場直接影響其性質(zhì)的粒子。混合介子可能最終提供了一個窗口，了解強大的力量如何構(gòu)建亞原子粒子，以及“夸克限制” - 為什么沒有單獨發(fā)現(xiàn)夸克。

“我們希望證明這個”興奮的“膠體場是物質(zhì)的重要組成部分。這是迄今為止我們所看到的任何東西都沒有觀察到的東西。所以，從某種意義上說，它是一種新型的強子物質(zhì)，沒有觀察到，“他說。

在第一個結(jié)果中，數(shù)據(jù)是在2016年春季設(shè)備調(diào)試后的兩周內(nèi)收集的。該實驗產(chǎn)生了兩個稱為中性π介子和η的普通介子，并仔細(xì)研究了這兩個顆粒的生成機理。

該實驗利用CEBAF加速器產(chǎn)生的全能量12 GeV電子束，并將其輸送到新的實驗廳D復(fù)合體中。在那里，12 GeV光束被轉(zhuǎn)換成它的第一種9 GeV光子束。

“光子通過我們的液態(tài)氫靶。它們中的一些會與那個目標(biāo)中的質(zhì)子相互作用，光子和質(zhì)子之間會發(fā)生一些交換，一些東西被踢出 - 一個介子，”邁耶解釋說。“這本出版物研究了一些你可能會發(fā)出的最簡單的介子。但它們是我們大多數(shù)反應(yīng)所遵循的基本生產(chǎn)機制。”

結(jié)果發(fā)表在4月份的Physical Review C上作為快速溝通。它證明了光子束的線性極化通過排除可能的介子產(chǎn)生機制提供了重要的信息。

“我們創(chuàng)造的粒子并不是那么有趣，而是它們是如何產(chǎn)生的：了解哪些反應(yīng)對于制作它們很重要，”邁耶說。

合作的下一步是進一步分析已經(jīng)收集的數(shù)據(jù)以及秋季下一次實驗運行的準(zhǔn)備工作。

“我確信我們已經(jīng)生產(chǎn)了混合介子，我們還沒有足夠的數(shù)據(jù)來開始尋找它們，”邁耶說。“在理解探測器和我們的分析方面，我們正在經(jīng)歷許多步驟。我們現(xiàn)在正在做基礎(chǔ)工作，這樣我們就可以確信我們能夠很好地理解事情，以便我們可以驗證結(jié)果將來會有所收獲。“

“這個新的實驗設(shè)施 - D廳 - 是由杰斐遜實驗室工作人員和GlueX合作的專注努力建造的，”D大廳組長Eugene Chudakov說。“很高興看到包括復(fù)雜粒子探測器在內(nèi)的所有設(shè)備都按計劃運行，并且令人興奮的科學(xué)計劃已經(jīng)成功開始。”

12 GeV CEBAF升級項目已進入最后階段，計劃于9月完成。升級后的CEBAF的其他主要實驗重點包括能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)子和中子三維結(jié)構(gòu)的第一次快照的研究，核的內(nèi)部動力學(xué)和夸克 - 膠子結(jié)構(gòu)的詳細(xì)探索，以及物質(zhì)基本理論的測試。