来之不易的答案值得等待

大多数高海燕教授的学生在获得博士学位后不久,就能在实验室的网站上看到他们的博士论文。

但是,2018年获得博士学位的张洋不得不等上两年,因为他的论文很有可能被一家主流期刊接受。这周,它被发表在《科学》杂志上。

张所做的是为一种被称为中性介子的亚原子核粒子创造出世界上最精确的数值。它是由介子组成的夸克和反夸克。中性介子(也被称为p0)是介子中最轻的,但它具有强大的吸引力,能将原子核聚集在一起。

高海燕(左)与2018年新毕业的物理学博士杨章。(图片由minhuang博士提供’16)

反过来,这也成为高和她的学生多年来一直试图解决的难题的一部分。关于强作用力的主流理论被称为量子色动力学(QCD),多年来高能物理学一直在研究它。但高、张和他们的合作者正试图在更正常的能量状态下研究QCD,这是一个众所周知的难题。

张杨(音译)花了六年时间分析并整理了一家普里科夫公司的数据。在弗吉尼亚州新港纽斯的托马斯·杰斐逊国家加速器设施(杰斐逊实验室)B厅进行的实验。他的工作是在国家科学基金会和能源部支持的设备上完成的。,

这是介子的夸克结构——一个上夸克和一个反下夸克。强力来自胶子,用波浪线表示(Arpad Horvath通过Wikimedia Commons)

在普里马科夫的实验中,一束光子被指向核目标,产生中性介子。在杰弗逊实验室的PrimEx-I和PrimEx-II实验中,中立点衰变产生的两个光子随后在电磁热量计中被检测到。由此,张提取了介子的“辐射衰减宽度”。“衰变宽度是一个很方便的东西,因为它与蝎子的预期寿命直接相关,而QCD对它有一个直接的预测。”

张来之不易的回答:中性介子的辐射衰减宽度大约为7.8电子伏特。这使得它成为QCD令人生畏的巨大谜团中的一个重要部分。高和她的同事们将继续提出关于自然的最基本的问题,这些问题的规模可能是人们能想象到的最宏伟、最深刻的。

PrimEx-I和PrimEx-II的合作是由北卡罗莱纳A&T州立大学的Ashot Gasparian教授领导的。高和张在2011年加入了这个合作项目。

精确测量中性介子寿命,”发表在5月1日的《科学》杂志上。张阳博士现为摩根大通银行定量研究员。有限公司

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2020/04/30/hard-won-answer-was-worth-the-wait/

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