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物理学家庆祝日本对撞机记录

更新时间:2020-07-18 16:59点击:

作为日本粒子对撞机研究团队的一员,辛辛那提大学的物理学家们庆祝了一项新的世界纪录。

自2018年发射以来,超级kekb对撞机观测到了创纪录的粒子碰撞率,也就是光度。而这仅仅是开始。随着研究人员试图解释宇宙的基本原理,对撞机预计在未来几年将超过这个记录40倍。

加州大学物理学家Kay Kinoshita和Alan Schwartz正在研究包括暗物质在内的几个课题,据信暗物质构成了宇宙中的大部分物质,但是还没有被观测到,至少没有被直接观测到。

木下说:“我们希望我们的加速器实验能够以一种以前从未被探测到的方式探测到暗物质。”

更多的碰撞意味着有更多的机会去探索粒子物理学的谜题,这些谜题可以帮助解释宇宙中的基本力:比如为什么物质比反物质更重要。加速器在3公里的环内互相发射正电子和电子。当它们碰撞时,经常会产生新的物质。

“我们通过天文观测间接地观察暗物质。问题是它是什么?”木下光男说。“这个实验正在寻找新的可能性角落。”

粒子物理学家对SuperKEKB尤其兴奋,因为它有可能观察到更多不寻常的现象。

施瓦茨和他的学生设计并建造了对撞机中的一个粒子探测器。他们使用在现场组装的精密制作的光学级石英棒来识别碰撞产生的新粒子。

“这一里程碑标志着加速器设计的重大进步,”施瓦茨说。“该加速器使用所谓的‘纳米束’方法,在这种方法中,束在垂直方向被压缩,变得非常薄。”

施瓦茨说,这极大地增加了电子与以接近光速运动的正电子碰撞的可能性。

施瓦茨说,SuperKEKB将把这两束光束进一步缩小到只有60纳米,也就是不到人类头发直径的1%。同样,对撞机将产生更多的电子和正电子,从而产生更多的碰撞和更多的数据。

全球大流行中断了加州大学物理学家的国际旅行。但SuperKEKB仍在继续运行,Belle II实验也在积累数据,这要感谢世界各地的成员们24小时轮流远程监控它的运行。木下完成了监督其中一个远程轮班的培训。

“这是相当激烈的。这些实验非常复杂。很多事情都会出错,”她说。

但是木下在她38年的学术生涯中一直在为这个实验做准备。自1982年以来,她一直从事实验粒子物理学工作。

“这很有趣,因为它具有挑战性。你知道你在做以前没有人做过的事情,”她说。