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新進(jìn)展,!RHIC-STAR研究團(tuán)隊(duì)首次在高能重離子碰撞過程中觀測到源自純能量的物質(zhì)/反物質(zhì)對的產(chǎn)生
2021年08月06日 10:21:43 來源:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 點(diǎn)擊量:6935

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在《物理評論快報(bào)》發(fā)表文章稱,,他們首次在高能重離子碰撞過程中觀測到源自純能量的物質(zhì)/反物質(zhì)對的產(chǎn)生。

  【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】近日,,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)高能核物理課題組與美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室(BNL)和山東大學(xué)等單位的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在《物理評論快報(bào)》發(fā)表文章稱,,他們首次在高能重離子碰撞過程中觀測到源自純能量的物質(zhì)/反物質(zhì)對的產(chǎn)生,并發(fā)現(xiàn)該過程中存在真空雙折射的跡象,。
 
  中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代物理系首任系主任趙忠堯先生是人類物理學(xué)史上第一個發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)的物理學(xué)家,,并觀測到正負(fù)電子對的湮滅現(xiàn)象:e+ + e- →γ + γ。
 
  1934年,,科學(xué)家布雷特和惠勒提出這個現(xiàn)象的反過程,,讓兩個光子通過撞擊結(jié)合在一起,有可能變成物質(zhì),,形成電子和正電子,。這種把光變成物質(zhì)的過程是愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2的直接反映,表明能量和質(zhì)量是可以相互轉(zhuǎn)化的,。
 
  長期以來,,人們期望通過超強(qiáng)功率的激光碰撞來觀測這個過程,然而兩個光子發(fā)生碰撞的概率非常低,,其所需的最低激光功率仍然比目前功率最高的激光系統(tǒng)要高幾個數(shù)量級,。在布雷特和惠勒提出這個反應(yīng)過程時,激光并沒有被發(fā)明,,他們提出可以通過加速重離子到相對論能區(qū)并碰撞來實(shí)現(xiàn)光生物質(zhì),。
 
  RHIC-STAR是基于美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室相對論重離子對撞機(jī)(RHIC)上STAR實(shí)驗(yàn)的大型國際合作組,由來自13個國家67個單位的706多位科研人員組成,。該研究團(tuán)隊(duì)利用相對論重離子碰撞來尋找布雷特-惠勒的產(chǎn)生過程,,在海量數(shù)據(jù)中找到6000多正負(fù)電子對,通過分析這些候選事例的配對質(zhì)量和角分布以及與理論計(jì)算的比較,,證實(shí)這些正負(fù)電子對源自布雷特-惠勒過程,。更進(jìn)一步,該研究團(tuán)隊(duì)觀測到正負(fù)電子對的角關(guān)聯(lián)呈現(xiàn)4階余弦振蕩,,這是真空雙折射現(xiàn)象的有力證據(jù),。
 
  科大STAR研究團(tuán)隊(duì),主導(dǎo)研制了基于MRPC的飛行時間探測器,,極大拓展了STAR實(shí)驗(yàn)上帶電粒子的鑒別能力,,在該實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院教師查王妹也在實(shí)驗(yàn)和理論分析中做出了重要貢獻(xiàn),。
 
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