Kurtis Bartlett获得2018年JLab关于Q-weak的W&M博士论文奖
核物理学家在能源部的托马斯·杰斐逊国家加速器设施进行的一项实验中，通过向冷液态氢目标发射电子，成功地测量了质子的弱电荷。这个被称为“弱q”的精密实验，物理学家们要解决许多技术难题才能成功完成。
一个潜在的混淆变量是冷液态氢目标本身。目标系统是为Q-weak定制的，他们非常小心地建造了一个系统，即使在氢原子被无情而精确的自旋电子束轰击时，也能保持它的低温。
物理学家甚至不得不考虑容纳氢的铝容器对他们的结果的影响。由于他在解决这一技术挑战方面所做的贡献，以及他写的关于这些努力的论文，库蒂斯·巴特利特被授予2018年杰斐逊科学协会论文奖。
巴特利特在威廉玛丽大学攻读实验核物理学博士学位时，在杰斐逊佳博体育完成了他的博士论文“弹性电子-铝散射中宇称违反和束正常单自旋不对称的首次测量”。他的论文导师是威廉与玛丽学院的物理学助理教授沃特·德康辛克，他也参与了q弱实验。
质子的弱电荷描述了宇宙四种基本力之一的弱力对质子的作用程度。
巴特利特说：“通过弱力探测质子和电子，可以实际测量弱电荷。”
但是，正如它的名字所暗示的，弱力确实很弱。电子更有可能通过电磁力（另一种基本力）与质子相互作用。
幸运的是，弱力有一个独特的标志：它违反了一种称为宇称的普遍对称。一个保持宇称对称的过程与其镜像发生的概率相同。弱力在宇称变换中表现出不对称性。
巴特利特说：“测量这种不对称性可以获得弱力。”“然而，在佳博体育中实际做到这一点非常困难——这是一种数学运算。”
相反，弱q使用了宇称变换的替代。在电子被加速之前，它们是极化的，所以它们要么与束的方向相同，要么与束的方向相反。
因为电磁力保持宇称对称，它与电子在任何方向上旋转的方式都是一样的。但由于弱力违反宇称对称，它更多地与沿一个方向旋转的电子相互作用。物理学家能够利用这种差异来测量质子的弱电荷。
然而，达到这一目标并不是那么简单。在实验中，物理学家测量的一小部分电子从未真正击中氢的目标。相反，一些电子从容纳氢的铝容器中散射出来，污染了物理学家试图测量的弱力信号。
这就是巴特利特介入的原因。他的任务是通过确定测量信号中有多少来自铝靶容器来最小化信号污染。
“我经历了理解如何纠正我们测量值的过程，”巴特利特说。
为了做到这一点，Q-weak在一些运行中移除了氢目标，用一块与容器相同的铝片代替。然后，Q-weak再次向目标发射极化电子，只不过巴特利特不是用氢质子测量宇称不对称，而是用铝原子核测量宇称不对称。
“这是第一次测量这种不对称，这是一件非常令人兴奋的事情，”他说。
巴特利特向杰斐逊佳博体育用户组织董事会提交了他的论文工作，董事会负责监督JSA论文奖的颁发过程。用户是来自美国和世界各地的科学家，他们利用杰斐逊佳博体育的研究设施和能力进行基础核物理实验。
巴特利特说：“听到我获奖的消息我很兴奋，我很荣幸能得到它。”“虽然我的论文获得了这个奖项，但它很大程度上是一个团队的努力，我想强调的是，Q-weak作为一个整体，有许多科学家、工程师、技术人员和行政人员参与其中。”
JSA论文奖每年颁发给与杰斐逊佳博体育科学研究相关的最佳博士生论文，包括2500美元的现金奖励和一块纪念牌。提名是根据四个标准来评判的：书面工作的质量，学生对研究的贡献，工作对物理领域的影响，以及服务（工作如何使杰斐逊佳博体育或其他实验受益）。
东南大学研究协会于1999年设立了JSA论文奖。它现在是JSA倡议基金计划支持的众多项目之一，该计划是由杰斐逊科学协会建立的，旨在支持进一步科学推广的计划、倡议和活动，并以补充其基础和应用研究重点的方式促进杰斐逊佳博体育的科学、教育和技术使命。
“研究生是任何研究企业的推动力，所以杰斐逊佳博体育用户组织很自豪今年再次颁发论文奖。我们感谢JSA为这个奖项提供的支持，”2018-2019 JLUO主席、俄亥俄大学教授朱莉·罗奇（Julie Roche）说。“和往常一样，提交的论文质量非常高，决定获胜者相当有挑战性。我要感谢由弗吉尼亚大学肯特·帕斯克教授领导的评选委员会对提交的材料进行了仔细的审查。最后，我们很高兴认可Kurtis的工作。”
巴特利特目前是美国能源部洛斯阿拉莫斯国家佳博体育空间科学与应用小组的博士后研究员，在那里他开发了测量辐射的航天器探测器，以帮助确定行星体的组成。
巴特利特说：“虽然我现在正在开发硬件，但我仍然在使用我在论文研究中开发的技能。”
