鞍山東風(fēng)好孕助孕機(jī)構(gòu)（中子構(gòu)成的物質(zhì)是什么）中子里面是什么，
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托馬斯·杰斐遜國(guó)家加速器設(shè)施的最新進(jìn)展，使物理學(xué)家能夠以前所未有的細(xì)節(jié)探索中子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。利用一種新的探測(cè)器，研究人員對(duì)夸克和膠子如何影響核子的整體自旋有了更深入的了解，在核物理學(xué)上取得了重大進(jìn)展。
質(zhì)子和中子，合稱為核子，是物質(zhì)的基本組成部分然而，當(dāng)涉及到核物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，質(zhì)子在歷史上受到了更多的關(guān)注 —— 直到現(xiàn)在科學(xué)家們第一次窺見了中子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)這一突破發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上，它是通過長(zhǎng)達(dá)十年的努力開發(fā)一種專門的探測(cè)器而成為可能的，這種探測(cè)器現(xiàn)在安裝在美國(guó)能源部托馬斯·杰斐遜國(guó)家加速器設(shè)施的實(shí)驗(yàn)大廳B中。
法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心（CNRS）的研究主任西爾維婭·尼科萊（Silvia Niccolai）說：“我們首次在這種類型的反應(yīng)中檢測(cè)到中子，這對(duì)核子的研究來說是一個(gè)相當(dāng)重要的結(jié)果”提出這個(gè)實(shí)驗(yàn)的尼科萊解釋說，這個(gè)里程碑將為中子和質(zhì)子的結(jié)構(gòu)和自旋提供有價(jià)值的見解，促進(jìn)我們對(duì)核子行為的理解。
對(duì)核子結(jié)構(gòu)的洞察核子是由叫做夸克和膠子的更小的粒子組成的物理學(xué)家還沒有完全理解這些組成粒子是如何分布在核子內(nèi)部的，或者它們是如何影響核子的整體自旋的實(shí)驗(yàn)人員使用連續(xù)電子束加速器設(shè)備（CEBAF）（美國(guó)能源部科學(xué)辦公室的用戶設(shè)備）來探測(cè)這些粒子，將電子從核子目標(biāo)上散射出去，并檢測(cè)這些反應(yīng)的最終產(chǎn)物。
其中一種反應(yīng)被稱為深虛康普頓散射（DVCS）在DVCS中，電子與核子靶相互作用核子吸收了一些電子的能量并釋放出光子，但不會(huì)斷裂最后，可以檢測(cè)到三種粒子：撞擊的核子，它發(fā)射的光子，以及與核子相互作用的電子。
研究人員已經(jīng)使用CLAS12探測(cè)器和它的前身CLAS對(duì)DVCS進(jìn)行了廣泛的研究CLAS12探測(cè)器是CEBAF 12 GeV光束能量大接收光譜儀的縮寫然而，B廳的CLAS和CLAS12探測(cè)器大多用于探測(cè)質(zhì)子上的DVCS，質(zhì)子上的DVCS比中子上的DVCS更容易測(cè)量。
DVCS中涉及的中子更難探測(cè)，因?yàn)樗鼈儍A向于從光束線向上散射40度，這是CLAS12無法進(jìn)入的區(qū)域中央中子探測(cè)器的研制“在標(biāo)準(zhǔn)配置中，在這些角度沒有可能檢測(cè)到中子，”尼科萊說2007年，她開始思考CLAS與核物理學(xué)家的合作如何測(cè)量這些中子。
她的解決方案嗎?中央中子探測(cè)器尼科萊和她的團(tuán)隊(duì)在位于法國(guó)奧賽的CNRS、巴黎薩克雷大學(xué)和巴黎城市大學(xué)的聯(lián)合研究單位——雙無窮大物理實(shí)驗(yàn)室（IJCLab），在法國(guó)國(guó)家核與粒子物理研究所的資助下，于2011年開始建造探測(cè)器。
該團(tuán)隊(duì)于2015年完成了探測(cè)器兩年后，它被安裝在class12皮埃爾·查塔農(nóng)（Pierre Chatagnon）當(dāng)時(shí)是巴黎薩克雷大學(xué)（Paris-Saclay University）的博士生，他加入了杰斐遜實(shí)驗(yàn)室的IJCLab團(tuán)隊(duì)，安裝了這個(gè)探測(cè)器。
他還編寫了軟件來校準(zhǔn)它今天，他回到杰斐遜實(shí)驗(yàn)室，在B館做博士后克服技術(shù)挑戰(zhàn)中央中子探測(cè)器收集了2019年至2020年之間的數(shù)據(jù)雖然它能夠覆蓋檢測(cè)中子所需的角度，但尼科萊和她的團(tuán)隊(duì)在數(shù)據(jù)分析過程中遇到了一個(gè)意想不到的問題：質(zhì)子污染。
該探測(cè)器被設(shè)計(jì)用來丟棄帶電的非中子信號(hào)然而，他們發(fā)現(xiàn)探測(cè)器中負(fù)責(zé)否決質(zhì)子的部分存在死區(qū)，這使得質(zhì)子能夠潛入并污染中子測(cè)量結(jié)果幸運(yùn)的是，亞當(dāng)·霍巴特（Adam Hobart）是IJCLab的一名研究員，他領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析，他能夠清理數(shù)據(jù)。
尼科萊說：“多虧了Adam使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)問題才得以解決他開發(fā)了一種基于ml的工具來區(qū)分假信號(hào)和真實(shí)中子，這對(duì)實(shí)現(xiàn)我們的最終結(jié)果至關(guān)重要”將這些ML技術(shù)與中央中子探測(cè)器結(jié)合使用，可以對(duì)直接檢測(cè)參與反應(yīng)的中子進(jìn)行DVCS的首次測(cè)量。
在電子束和核子目標(biāo)之間可以發(fā)生許多過程；直接探測(cè)到中子使研究人員確信他們確實(shí)探測(cè)到了DVCS霍巴特說：“如果你沒有探測(cè)到中子，你對(duì)正在發(fā)生的過程有一定的可能性，然后你在可觀察到的結(jié)果中就不那么精確了”推進(jìn)核物理學(xué)
廣義部分分布（GPDs）的理論框架將散射實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)化為關(guān)于部分分布的信息，部分是夸克和膠子在核子內(nèi)部的統(tǒng)稱GPD有四種類型這個(gè)實(shí)驗(yàn)的中子測(cè)量使研究人員能夠接觸到一種最不為人知的類型，稱為GPD E。
在實(shí)驗(yàn)中，CEBAF的光束是極化的，這意味著其電子的自旋指向相同的方向這使得研究人員能夠提取出一種可觀察到的，被稱為不對(duì)稱性的現(xiàn)象，它取決于光束的自旋由于這種不對(duì)稱性，他們能夠以前所未有的精度提取GPD E。
“GPD E非常重要，因?yàn)樗梢詾槲覀兲峁┯嘘P(guān)核子自旋結(jié)構(gòu)的信息，”尼科萊說當(dāng)與其他GPD相結(jié)合時(shí)，GPD E可以用來量化組成夸克對(duì)核子總自旋的貢獻(xiàn)，這是目前未知的雖然這種計(jì)算將在未來的工作中進(jìn)行，但在這項(xiàng)工作中，研究人員向解決所謂的“核子自旋危機(jī)”又邁出了一步。
核子包含兩種類型的夸克：上夸克和下夸克一個(gè)質(zhì)子有兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克；中子有兩個(gè)下夸克和一個(gè)上夸克GPD可以根據(jù)夸克的味道來劃分將中子上的DVCS測(cè)量值與之前質(zhì)子上的DVCS-測(cè)量值相結(jié)合，研究人員首次通過夸克味分離了GPD E和H的虛部。
分離上夸克和下夸克的分布將有助于物理學(xué)家理解不同味的夸克如何影響核子自旋理論家Maria ?ui?和Kre?imir Kumeri?ki也為這種首次分離做出了貢獻(xiàn)，但整個(gè)CLAS合作的工作對(duì)于實(shí)現(xiàn)這些開創(chuàng)性成果至關(guān)重要。
“我們必須感謝整個(gè)CLAS協(xié)作，”霍巴特說“獲取和處理數(shù)據(jù)是一項(xiàng)協(xié)作工作”未來發(fā)展方向與成就有了原理的證明，研究人員下一步計(jì)劃用CLAS12和中央中子探測(cè)器收集更多數(shù)據(jù)，以進(jìn)行更精確的測(cè)量“但這第一個(gè)結(jié)果是重要的，”尼科萊說。
“這感覺就像完成了一個(gè)周期和一生的成就，因?yàn)檫@是我職業(yè)生涯中第一個(gè)承擔(dān)全部責(zé)任的項(xiàng)目終于得出了一個(gè)有物理意義的結(jié)果，并把它發(fā)表出來，感覺就像我又生了一個(gè)孩子”