GlueX实验探讨了强力的性质
威廉和玛丽物理学家是一篇论文的主要作者，该论文描述了美国能源部托马斯杰斐逊国家加速器设施新升级的连续电子束加速器设施的第一个实验结果。
这个结果证明了探测一种潜在的新物质形式来研究为什么夸克从来没有被孤立地发现的可行性。
该研究结果发表在4月号的《物理评论c》（Physical Review c）的《快速通讯》（Rapid Communication）上。它证明了光子束的线偏振通过排除可能的介子产生机制提供了重要的信息。
威廉与玛丽学院物理系助理教授贾斯汀·史蒂文斯（Justin Stevens）是这篇论文的主要作者，也是该合作的物理分析协调员，他领导了一个数据分析团队，处理了大约120名物理学家参与的实验结果。
史蒂文斯说：“这是GlueX合作和JLab升级12gev加速器的第一篇论文，对于我在威廉玛丽的团队和大学更大的核物理小组来说，这都是一个里程碑。”
12 GeV CEBAF升级是一项耗资3.38亿美元的多年项目，将CEBAF的原始运行能量提高三倍，用于研究原子核的夸克结构。大部分升级已经完成，将在2017年完成。
科学家们一直在严格调试实验设备，为核物理实验的新时代做准备。这些活动导致了第一个科学结果，即胶子激发实验。GlueX通过寻找混合介子来研究将物质粘合在一起的强作用力。
卡内基梅隆大学物理学教授、杰斐逊佳博体育GlueX实验发言人柯蒂斯·迈耶（Curtis Meyer）表示，这些混合介子与普通的质子和中子是由相同的物质构成的，它们是夸克，被强力的“胶水”束缚在一起。但与普通介子不同的是，混合介子中的胶表现不同。
“基本的想法是介子是夸克和反夸克结合在一起，我们的理解是胶水将它们结合在一起。这种粘合表现为夸克之间的场。混合介子是一种强胶子场被激发的介子。
他说，产生这些混合介子使核物理学家能够研究强胶子场直接影响其性质的粒子。混合介子可能最终为研究亚原子粒子是如何由强作用力形成的，以及“夸克约束”——为什么没有发现单独的夸克——提供了一个窗口。
“我们希望证明这种‘被激发的’胶子场是物质的重要组成部分。这是我们迄今为止所见过的任何东西都没有观察到的。所以，从某种意义上说，这是一种尚未被观察到的新型强子物质，”他说。
在第一个结果中，在2016年春季设备调试后的两周内收集了数据。实验产生了两个普通介子，即中性介子和介子，并仔细研究了这两个介子的产生机制。
该实验利用了CEBAF加速器产生的12 GeV全能量电子束，并将其送入新的实验大厅D。在那里，12 GeV的光束被转换成首个9 GeV的光子光束。
“光子穿过我们的液氢目标。它们中的一些会与目标中的一个质子相互作用，一些东西在光子和质子之间交换，一些东西被踢出——介子，”迈耶解释说。“这篇文章研究了一些最简单的介子。但这是相同的，基本的生产机制，我们的大多数反应都会遵循。”
梅耶说：“我们创造的粒子并不有趣，重要的是它们是如何产生的：了解在制造它们的过程中什么反应是重要的。”
合作的下一步是进一步分析已经收集到的数据，并为秋季的下一次实验做准备。
“我确信我们已经制造出了混合介子，我们只是还没有足够的数据来开始寻找它们，”迈耶说。“在了解探测器和我们的分析方面，我们正在经历许多步骤。我们现在正在做基础工作，这样我们就有信心对事情有足够的了解，从而可以验证我们将来得到的结果。”
“这个新的实验设施- D大厅-是由杰斐逊佳博体育工作人员和GlueX合作的专门努力建造的，”D大厅小组组长尤金·丘达科夫说。“很高兴看到所有的设备，包括复杂的粒子探测器，都按计划运行，令人兴奋的科学项目已经成功开始。”
12 GeV CEBAF升级项目正处于最后阶段，计划于9月完成。升级后的CEBAF的其他主要实验重点包括研究质子和中子的三维结构，详细探索原子核的内部动力学和夸克-胶子结构，以及对物质基本理论的测试。