Un experimento que tiene como objetivo obtener una nueva visión de la fuerza que une toda la materia ha completado recientemente su primera fase de recopilación de datos en la Instalación Aceleradora Nacional Thomas Jefferson del Departamento de Energía de EE. UU.

El experimento de excitaciones gluónicas, o GlueX, está diseñado para producir y estudiar mesones híbridos, que son partículas que están construidas de la misma materia que los protones y neutrones ordinarios:quarks unidos por el "pegamento" de la fuerza fuerte. Pero a diferencia de los mesones ordinarios, el pegamento en los mesones híbridos se comporta de manera diferente al contribuir activamente a las propiedades de las partículas.

"Un mesón es un quark y un antiquark unidos. Tenemos entendido que el pegamento los mantiene unidos, y ese pegamento se manifiesta como un campo entre los quarks. Un mesón híbrido es uno con ese fuerte campo gluónico excitado, "dijo Curtis Meyer, profesor de física en la Universidad Carnegie Mellon y portavoz del experimento GlueX.

Echar un vistazo a la acción abierta de la fuerza fuerte en mesones híbridos ofrecerá a los físicos nucleares una nueva perspectiva sobre cómo las partículas subatómicas son construidas por la fuerza fuerte. También ofrece una oportunidad única para explorar el "confinamiento de los quarks", por qué no se ha encontrado nunca un quark solo.

La primera fase de este experimento se completó con éxito a finales de noviembre. Comenzó en 2016 y ha completado cuatro períodos de ejecución, recolectando más de cuatro petabytes de datos para su análisis.

"Hasta ahora, datos de los dos primeros, que es aproximadamente el 20 por ciento de todos los datos, han sido analizados, "Dijo Meyer.

Dijo que todavía no se han identificado mesones híbridos en los datos, aunque ese resultado no es sorprendente en esta etapa del análisis. El experimento GlueX fue diseñado para producir el espectro de mesones, incluyendo mesones híbridos, para estudiar para aprender más sobre el confinamiento de los quarks y el papel de la fuerza fuerte en este fenómeno. En el análisis actual, la colaboración ya ha identificado a varios otros miembros del espectro de mesones que esperaban ver.

"Y los primeros resultados de la física ya se han comunicado a la comunidad en un artículo de revista y en muchas presentaciones de conferencias, "Dijo Meyer.

Más publicaciones se encuentran en los estados de revisión final y se espera que aparezcan en 2019. Además, Meyer dijo que la colaboración de GlueX espera realizar su investigación con todo el conjunto de datos de la primera fase, un objetivo que se ha estado gestando durante dos décadas.

"Estoy asombrado. Hemos estado trabajando para llegar a este punto durante más de 20 años, y ahora finalmente tenemos la primera ronda de datos, "dijo Meyer." Ahora, estamos trabajando en el análisis de datos para ver qué podemos aprender ".

Se espera que la siguiente fase de GlueX comience en el otoño de 2019. En esa fase, un sistema de detección adicional, llamado GlueX DIRC, para la detección del detector de luz Cherenkov reflejada internamente, se está instalando para mejorar la capacidad del experimento de identificar positivamente diferentes tipos de mesones por los sabores de quarks que contienen.

El experimento fue posible gracias a la actualización de 12 GeV recientemente completada de la instalación del acelerador de haz de electrones continuo del laboratorio. una instalación para usuarios de física nuclear de la Oficina de Ciencias del DOE. La actualización de 12 GeV CEBAF fue de $ 338 millones, Proyecto de varios años para triplicar la energía operativa original del CEBAF para investigar la estructura de quarks del núcleo del átomo. La actualización se completó en 2017 y se dedicó a principios de este año.