什么是核物理学?

宇宙中可见物质的质量中有99%以上是核问题。质子和中子是原子核的基础。核物质的异国形式存在于早期宇宙中,并在中子恒星中继续存在。我们太阳核心的核融合过程是维持地球生命的巨大能量流的来源。恒星生命结束时恒星和核过程中的核融合已经形成了我们在自然界观察到的丰富元素。

核物理学研究核的结构 - 它们的形成,稳定性和衰减。它的目的是了解自然界中的基本核力量,它们的对称性以及核中和中子之间的复杂相互作用以及包括质子在内的哈隆内部的夸克。

实验性核物理学推动了科学仪器的创新,并对其他科学和工程领域的研究产生了深远的影响。从医学(X射线和磁共振成像,癌症治疗的辐射疗法)到材料科学 - X射线光刻和中子散射 - 推进和能量产生 - 核物理学家改变了我们的世界。当今的核物理学研究不仅要阐明有关物质和能源的基本问题,而且还可以实现材料科学,生物学,化学,医学和国家安全方面的许多新技术。

我们在伊利诺伊州在核物理学上做什么?

I的U的核物理实验室(NPL)在三个领域进行研究:中子的电偶极矩的精确度量,广泛的计划研究结构和形成HADRON,以及SINθ的精确测定13通过νe消失实验。

我们拥有重要的最新基础设施,可以在我们的实验室设计和建立科学仪器。我们专注于开发用于解决核物理中开放问题的新型实验方法的工具。最近和当前的示例包括杰斐逊实验室的G0实验的大体积超导光谱仪磁铁,4他针对奥克里奇国家实验室的中子EDM实验和w- 在布鲁克黑文国家实验室进行苯金实验的触发。

我们参加了美国和国外的加速器和反应堆设施的几个大型实验。在不同阶段的实验之间(R&D,构造,数据获取,数据分析)之间的仔细平衡,以广泛的研究机会。我们的大型小组(几乎有30名研究生,博士后和本科生研究人员)关注基本核物理学,现代数据分析技术和高级仪器的发现。

实验,状态和主要目标

  • 地图集在大核中产生的夸克Gluon血浆(QGP),使用了通过QGP传播的真空碎片构型从其真空片段化构型中修饰JET的研究。
  • 罗盘(用于结构和光谱法的常见muon质子设备)是CERN的固定目标实验。它一直在使用超级质子同步器(SP)的MUON或强子束来散射非极化或自旋极化质子或杜特隆的靶标。SPS还用于将光束注入大型强子对撞机(LHC)。
  • EXO-200寻找中微子双β衰减,这是一种异国情调的核过程,可以阐明中微子质量谱的绝对尺度以及负责我们在自然界观察到的微小质量的基本机制。
  • NexoEXO-200的成功表明,液体氙气TPC技术非常适合大规模的双β衰变实验。Nexo是提出的〜5吨检测器。它的设计将被优化,以充分利用液体氙气TPC概念。
  • 中子EDM中子的非零电偶极矩的可能存在具有极大的基本兴趣,直接影响了我们对电动和强烈相互作用的本质的理解。对这一刻的实验搜索有可能揭示T和CP违规的新来源,并挑战对标准模型扩展的计算。
  • 凤凰对质子亚结构的理解与高能密度下的量子染色体动力学(QCD)真空的物理密切相关。在Phenix中,我们研究了质子核和偏光质子质子碰撞中质子的子结构,从而导致了Hadron和QCD物理学非常广泛而严格的程序,因为该理论描述了它们的相互作用和结构。
  • SeaquestFermilab E-906/Seaquest实验是一系列固定目标DRELL-YAN实验的一部分,该实验旨在测量核子的古quark结构以及当核子嵌入核中时对该结构的修饰。它的主要目标是扩展海洋风味不对称的里程碑测量d(x)我(X)在其前身E866制造的质子中,对高X制度。
  • SphenixSPHENIX检测器的物理动机是研究大核在碰撞中产生的夸克Gluon血浆(QGP),使用JET从真空碎片构型中修饰,作为通过QGP传播的。与ATLAS程序一起,RHIC(SPHENIX)和LHC(ATLAS)的检测器将使我们能够约束QGP特性的温度依赖性。

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