science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wetenschappers stellen nieuwe bron voor zeldzame subatomaire deeltjes voor

Schematisch diagram van antineutronenproductie en interactie met een proton in het doelwit. Krediet:IHEP

Een paper gebaseerd op gezamenlijk onderzoek door Prof. Yuan Changzheng van het Institute of High Energy Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen, en Prof. Marek Karliner van de Tel Aviv Universiteit van Israël, werd gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven . Het wijst op een nieuwe overvloedige bron van antineutronen en hyperonen. Deze zeldzame subatomaire deeltjes zijn essentieel voor het bestuderen van krachten die het gedrag van materie op de kleinste afstanden bepalen, van atoomkernen tot neutronensterren.

Natuurkundigen onderzoeken de subatomaire wereld door hun proefpersonen te bombarderen met een regen van minuscule subatomaire 'kogels'. Op basis van hoe deze 'kogels' van hun doelwit afkaatsen, men kan een schat aan gedetailleerde informatie over de structuur van het doelwit afleiden. Deze methode werd ontwikkeld door Ernest Rutherford, die het meer dan 100 jaar geleden gebruikten om de atoomkern te ontdekken.

Verschillende soorten subatomaire 'kogels' tasten verschillende aspecten van het doelwit af, net als röntgenstralen, MRI- en PET-scanners onthullen verschillende essentiële kenmerken van een lichaamsdeel in medische beeldvorming. Bepaalde belangrijke aspecten van de kracht die atoomkernen bij elkaar houdt, kunnen alleen worden onderzocht door deeltjes te schieten die antineutronen en hyperonen worden genoemd, die momenteel zeer moeilijk te produceren en te controleren zijn.

Het artikel wijst erop dat deze meestal zeldzame deeltjes in grote hoeveelheden kunnen worden geproduceerd en gemakkelijk kunnen worden gelanceerd als een spin-off van een toekomstige 'super J/y-fabriek'. Dit is een faciliteit die wordt voorgesteld voor de gedetailleerde studie van specifieke soorten subatomaire deeltjes met een eigenschap die 'verborgen charme' wordt genoemd, wiens ontdekking is erkend door een Nobelprijs voor de natuurkunde. Dit opent nieuwe onderzoeksmogelijkheden in de deeltjes- en kernfysica, evenals in astrofysica en medische fysica.

Traditionele opstellingen moeten veel verschillende soorten bundels produceren voor verschillende specifieke experimenten en moeten de acceleratietijd onderling verdelen. Dit vereist aanzienlijke middelen in termen van mankracht en financiering, waardoor dergelijke experimenten worden belemmerd. In tegenstelling tot, de benadering die in dit nieuwe onderzoek wordt voorgesteld, zal experimenten met verschillende bundels tegelijkertijd mogelijk maken, waarvoor geen extra infrastructuur en minimale verdere investeringen nodig zijn.