核物理学家对奇异物质有突破性观测

核物理学家通过对实验数据的独特分析，取得了突破性的发现。他们有史以来第一次通过称为半包容性深度非弹性散射 (SIDIS) 的过程观察到 lambda 粒子(也称为“奇异物质”)的​​产生。获得的数据还表明，质子、夸克和胶子的组成部分有时可以成对地穿过称为双夸克的原子核。该实验是在美国能源部运营的托马斯·杰斐逊国家加速器设施中进行的。

这一成就是多年努力的结晶。本研究中使用的数据最初是在 2004 年收集的。Lamiaa El Fassi 目前是密西西比州立大学物理学副教授，是该项目的首席研究员，她最初在研究这些数据时分析了这些数据她的论文项目是为了获得不同主题的研究生学位。

在完成对这些数据的初步研究近十年后，El Fassi 重新访问了数据集，并带领她的团队通过仔细分析得出了这些前所未有的测量结果。该数据集来自 Jefferson Lab 的连续电子束加速器设施 (CEBAF) 中的实验，这是一个 DOE 用户设施。在实验中，核物理学家跟踪了当来自 CEBAF 的电子从目标核散射并探测质子和中子内部的受限夸克时发生的情况。结果最近发表在Physical Review Letters上。

“这些研究有助于构建一个类似于电影的故事，讲述撞击的夸克如何变成强子。在一篇新论文中，我们报告了对前向和后向碎裂区域中 lambda 重子的此类研究的首次观察，”El Fassi 说。

像 lambda 一样进，像 pion 一样出

就像更熟悉的质子和中子一样，每个 lambda 由三个夸克组成。

与仅包含上下夸克混合的质子和中子不同，λ 包含一个上夸克、一个下夸克和一个奇夸克。物理学家将含有奇夸克的物质称为“奇异物质”。

在这项工作中，El Fassi 和她的同事们研究了这些奇怪物质的粒子是如何从普通物质的碰撞中形成的。为此，他们将 CEBAF 的电子束射向不同的目标，包括碳、铁和铅。当来自 CEBAF 的高能电子到达这些目标之一时，它会分解目标核内的质子或中子。

“因为质子或中子完全分裂，所以毫无疑问电子与内部的夸克相互作用，”El Fassi 说。

在电子通过交换的虚光子与一个或多个夸克相互作用后， “被撞击”的夸克开始作为自由粒子在介质中移动，通常与它遇到的其他夸克结合形成一个新的复合粒子当它们通过细胞核传播时。有时，这个复合粒子会是一个 lambda。

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