作者塔玛拉·迪特里希，托马斯·杰斐逊国家加速器设施 安东尼·沃斯因探索支撑亚原子粒子性质及其如何衰变的理论而获得2019年JSA论文奖
信用:安东尼·沃斯 强子是亚原子世界中难以捉摸的超级巨星，几乎构成了所有可见的物质
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能源部的托马斯·杰斐逊国家加速器设施，以更好地了解他们
现在，沃斯关于自旋强子的博士论文为他赢得了2019年杰弗逊科学协会论文奖
“这是一个巨大的荣誉
我根本没想到会这样，”27岁的沃斯说
“想到我一直在做的工作，人们真的看到了，认可了，并说‘这真的很有用’，真是令人惊讶
这真的推动了我们想要的想法和方向
" 核物理学家努力理解强子的性质，强子是亚原子复合粒子，当夸克——宇宙的乐高积木——被胶子以规定的方式结合在一起时形成，胶子是携带强大力量的基本粒子
例如，三个束缚夸克形成重子
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质子和中子)，而夸克和反夸克对形成介子
但是还有许多其他潜在的组合
“有非常复杂的方法可以让你考虑把这些乐高粘在一起，”沃斯说
“所以夸克和反夸克一起形成介子，但是它们可以相对于彼此以不同的方向旋转
它们也可以以各种方式绕着彼此运行
他们也可能有一些其他古怪的动力学在进行——例如，兴奋的胶子自由度
当我们计算理论时，我们可以开始看到不同类型的介子，以及所有这些不同的动力学如何结合在一起，给我们提供我们在实验中看到的粒子
" 沃斯的论文《自旋强子从晶格QCD的散射》讨论了他对强子周期表的贡献——如果实验学家看到一些理论学家没有看到的，那么有多少个，它们的性质，反之亦然
晶格量子色动力学是物理学中计算量子色动力学和研究强子性质的标准方法
Woss的目标是解决关于可能的强子态的广泛范围的问题，研究支撑事物如何粘在一起的理论，并根据夸克和胶子如何相互作用的一系列规则计算出强子的性质
特别是，他专注于计算强子的性质，这些强子可以衰变为带有非零“自旋”值的其他强子——这是亚原子粒子的基本性质
“他们中的很多人我们都不太了解，”沃斯说
“所以一个实验可能会看到一些东西，然后说，‘嘿，我们发现了一些东西，它似乎有这些特性，’而另一个实验可能会说，‘嘿，我们没有发现这个，我们发现了别的东西
然后问题来了，什么是正确的画面？" 在他的博士工作中，Woss运行了超级计算机模拟来使用晶格QCD来检查高能对撞机实验中出现的粒子的属性
“我们正试图从实验之外的理论中计算能够衰变为其他非零自旋强子的独特粒子的性质——看看这些强子，我们以前真的没有用这些第一性原理理论计算来研究过，”他说
“然后我们就可以看到它们的特性，这和实验所看到的相吻合吗
" 杰斐逊实验室正在进行一项实验，这与他的一个论文计算有关
沃斯说:“利用来自那个实验的新数据，观察理论预测和实验之间的精确程度或接近程度或差异是非常有趣的。”
“这里还发生了什么事或者有什么我们不明白的吗？理论结果在实验数据中实现了吗？” 例如，在他的论文中，沃斯描述了一种特殊粒子b1介子的雄心勃勃的计算
“这真的证明了计算机模拟和晶格QCD现在是我们可以问和回答这些非常困难、具有挑战性的问题的时候了，这些问题是关于强子可以衰变为其他非零自旋的强子的，”沃斯说
“所以我希望做的，也是我认为我确实做到的，是将晶格QCD框架推向一个点，在这个点上，它可以真正开始为许多有趣的强子提供答案，这些强子共享这个属性——它们有很多！” JSA论文奖设立于1999年，由杰弗逊科学协会(JSA)倡议基金项目资助，JSA提供资金支持项目、倡议和活动，促进科学推广，促进杰弗逊实验室的科学、教育和技术任务，并使实验室的用户群体受益
它是每年给顶尖博士的
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杰斐逊实验室科学相关研究论文
它包括一个2500美元的现金奖励和一块纪念牌
法官权衡四个标准:书面作品的质量、学生对研究的贡献、作品对物理领域的影响以及服务——作品对杰斐逊实验室或其他实验的贡献
“这是一个非常复杂的计算，这是第一次，是一个重要的和令人印象深刻的成就，”威尔·布鲁克斯说，他是智利瓦尔帕莱索费德里克圣玛丽亚大学的董事会主席和创始实验组组长，他也是该大学的教授
从2017年到2019年，Woss三次访问新港新闻，与杰弗逊实验室强子谱合作的同事进行咨询
去年，他获得了剑桥大学应用数学、理论物理和高能物理博士学位
他说他的目标是在工业领域——也许是在软件开发领域，在那里他不仅可以应用他的物理和超级计算专业知识，还可以应用他最近对机器学习和人工智能的兴趣
“你如何解释物理数据和你在更广泛的背景下做什么有很多相似之处，”沃斯说
“例如，寻找模式——有很多重叠
在过去的十年里，工业和科学家如何使用数据以稍微不同的方式看待各种问题发生了巨大的变革
" 沃斯在英国中部诺丁汉郡的一个小镇沃索普长大，这里被林地和采矿村包围着
他的母亲是一名特殊教育教师，他的父亲在煤炭行业工作
他把这归功于他毕生对事物如何运作的好奇心和他解决问题的亲和力
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