正反模式

p style=" text-align: justify " 　　近期，中国科学院合肥物质科学研究院医学物理与技术中心光谱质谱研究室在离子迁移谱新技术研究方面取得进展。科研人员发展的正-反双模式哈达玛变换离子迁移谱新技术方法，实现了离子迁移谱灵敏度的增强，研究结果发表在Analytica Chimica Acta上。 /p p style=" text-align: justify " 　　灵敏度是离子迁移谱的重要指标，哈达玛变换离子迁移谱可以提高迁移谱的信噪比或者灵敏度，但长期以来，哈达玛变换离子迁移谱一直受到虚假峰信号的困扰，多出的假峰不但干扰了对物质的分析定性，也制约了迁移谱的探测灵敏度。 /p p style=" text-align: justify " 　　光谱质谱研究室科研人员在哈达玛变换正常离子迁移谱、哈达玛变换反向离子迁移谱技术比较研究中发现：在真实离子峰方向发生颠倒的同时，虚假离子峰强度和方向几乎保持不变。为此，研究室发展了正-反双模操作的哈达玛变换离子迁移谱新技术： strong 将哈达玛变换正常离子迁移谱减去哈达玛变换反向离子迁移谱，获得的差值离子迁移谱，不但可消除虚假离子峰，而且真实离子峰信号也得到了增强。 /strong 与常规的离子迁移谱相比，在不降低分辨率的情况下检测三氯甲烷时，离子迁移谱的信噪比增强了876%。该技术为离子迁移谱的高灵敏检测提供了一种新的技术方案。 /p p style=" text-align: justify " 　　该项工作申请了发明专利，并得到国家自然科学基金等的支持。 /p p style=" text-align: center " img title=" 640.webp.jpg" alt=" 640.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/3bc63b91-5467-4562-827d-6bf2eb1e6fad.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　正-反双模式哈达玛变换离子迁移谱提高信噪比 /p p style=" text-align: justify " 文章链接： /p p style=" text-align: justify line-height: 16px " img style=" margin-right: 2px vertical-align: middle " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a title=" 正反模式离子迁移谱新技术.pdf" style=" color: rgb(0, 102, 204) font-size: 12px " href=" https://img1.17img.cn/17img/files/201812/attachment/6a40062e-33d7-4d55-aee3-2a01195e232f.pdf" 正反模式离子迁移谱新技术.pdf /a /p p style=" text-align: justify line-height: 16px " & nbsp /p p style=" text-align: justify " & nbsp /p

近期，我国自主研发的大型高能物理实验装置北京谱仪III合作组实现一种创新实验方法，为研究物质和反物质不对称性提供了极其灵敏的实验探针。相关研究成果于6月2日发表在《自然》上。　　宇宙大爆炸之初应该产生等量的正反物质，但为什么我们的宇宙却只有物质组成而非反物质？这个问题困扰了科学界半个多世纪。物质和反物质遵循不同的规律吗？粒子衰变为研究正反物质不对称性提供了重要线索：如果粒子和反粒子的衰变模式存在差异，那么这些差异可能是导致我们今天丰富的物质世界形成的原因。然而，由于粒子衰变通常是由多种相互作用诱导发生的，比如一种类似质子的短寿命粒子叫做科西超子，它的内部含有两个重的奇异夸克和一个轻夸克，带一个负电荷，其衰变过程中既有弱也有强作用发生。如何识别是哪种作用导致正反物质衰变行为不同呢？北京谱仪III实验最近首次利用处于量子纠缠的正反科西超子对的级联衰变，成功把导致正反物质不对称的弱作用力从强作用力中分离出来，这一创新方法和实验结果引起该领域世界同行的密切关注。　　实验数据北京谱仪III实验国际合作组收集的。合作组成立于2008年，由来自亚洲、欧洲和美洲等17个国家80个研究机构约500名科学家组成。在北京谱仪III实验中，电子与其反粒子正电子碰撞的能量是其固有质量的上万倍。在这些碰撞中，电子和正电子湮灭，并从释放的能量中产生其他粒子或粒子对。在这项新的研究中，科研人员利用正反科西超子的“自旋”信息和量子关联来揭示正反物质不对称性，粒子物理学家称为“CP破坏”。超子衰变是寻找CP破坏的一个很有希望的狩猎场，因为它们的“自旋”方向可以通过其“子粒子”的衰变直接测量。考虑成对的正反超子级联衰变，可以把强力和弱力的贡献分开，导致对CP破坏测量的敏感度显著提高。北京谱仪III实验这一创新方法为寻找CP破坏提供了一种全新的视角。　　尽管该研究给出的结果显示没有CP破坏的迹象，但这一创新方法为科学家未来确认或排除超出标准模型的CP破坏来源带来了希望。“这是理解正反物质不对称性的一个里程碑，我期待北京谱仪III合作组将取得更多成就。”中国科学院院士、中科院高能物理研究所所长王贻芳说。“北京谱仪III实验的灵敏度远高于之前费米实验室的HyperCP实验，是HyperCP实验单事例灵敏度的1000倍，这得益于北京谱仪III实验上正反科西超子的自旋极化和量子纠缠。”BESIII国际合作组发言人李海波表示。　　北京谱仪III探测器拥有目前国内正在运行的最大国际合作组。此次研究由中国科学家和国外合作者共同完成，是国际合作的典范。　　论文链接 北京谱仪III探测器侧面照　　正反科西超子级联衰变演示图：如果物质和反物质遵循相同的物理法则，科西超子与反科西超子的衰变应该是镜像对称的，只是空间坐标是相反的。镜像之间纽带连接表示正反超子的量子关联。

近日，北京谱仪III（BESIII）合作组在正负电子湮灭e+e-→π+π-Ψ2(3823)过程中观测到类粲偶素Y(4360)/Y(4660)粒子的新衰变模式。研究结果发表在物理学权威期刊美国物理评论快报上 [Phys. Rev. Lett. 129, 102003 (2022)]。1964年，盖尔曼和茨威格提出的夸克模型指出，强子都是由3 个夸克（重子）或一对正反夸克（介子）构成。多年来，夸克模型描述了实验上观测到的大部分强子。然而，自2003年以来，实验上陆续在重夸克偶素能区发现多个新的粒子——通常称之为XYZ粒子。XYZ粒子的性质不能很好地被描述重夸克偶素的势模型理论解释，因此它们被广泛认为是一类有别于传统重子和介子的新强子态——奇特强子态的候选者，如多夸克态、强子分子态、夸克胶子混杂态等。实验上寻找和研究奇特强子态一直是粒子物理的热门课题。在这些新发现的粒子中，中性的矢量态粒子通常被称为Y。第一个被发现的Y粒子是Y(4260),是美国B介子工厂上的BaBar实验在正反电子对撞湮灭到末态含J/Ψ的衰变中发现的。北京谱仪III实验首次采用了D-波粲偶素Ψ2(3823)作为探针来寻找Y粒子。通过分析在质心系能量4.23-4.70 GeV采集的数据，测量了e+e-→π+π-Ψ2(3823)→π+π-Υχc1过程的产生截面，首次以超过5倍标准偏差显著性观测到D-波粲偶素Ψ2(3823)共振态结构。这是实验上第一次观测到Y(4360)/Y(4660)粒子和D-波粲偶素的耦合。此外，BESIII还对D-波粲偶素态Ψ2(3823)粲偶素粒子的性质进行了精确测量。测量出Ψ2(3823)的质量为，测量精度达到500 keV水平，这是目前世界上最精确的Ψ2(3823)质量测量，实验结果为人们更深刻地理解粲偶素系统中的动力学提供了重要信息。论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.102003