作者:欧洲核子研究中心安娜·洛佩斯 指南针实验
信用:欧洲核子研究中心 质子是可见宇宙的主要组成部分之一
它们和中子一起构成了每个原子的原子核
然而，关于质子的一些最基本的性质，如它的大小、内部结构和内在自旋，有几个问题隐约可见
2020年12月，欧洲核子研究中心研究委员会批准了一项新实验的第一阶段(“第一阶段”)，这将有助于解决其中一些问题
琥珀，或介子和重子实验研究仪器，将是实验室指南针实验的下一代继承者
指南针接收来自欧洲粒子物理研究所超级质子同步加速器的粒子束，并将它们导向各种目标，以研究夸克和胶子如何形成强子(如质子、π介子和kaons)，并赋予这些复合粒子独特的性质
利用这种方法，COMPASS获得了许多重要的结果，包括与质子自旋结构有关的几个结果和对π介子极化率的测量；强子的极化率是指强子的正负电荷在电场中分离的程度
AMBER将在COMPASS的遗产基础上更进一步
通过升级现有的COMPASS组件，引入新的探测器和目标，以及使用最先进的读出技术，AMBER背后的团队计划在实验的第一阶段进行三种测量
首先，AMBER团队计划通过将μ介子(电子的重表亲)发送到氢目标上，高精度地确定质子的电荷半径——粒子电荷的空间分布范围
这一测量将有助于解决质子半径难题，这一难题出现在2010年，当时发现质子半径的新测量与以前接受的测量有很大不同
其次，通过将质子导向质子和氦-4目标，AMBER将确定这些碰撞中反质子(质子的反物质对应物)鲜为人知的生产率
这些测量将提高宇宙射线中反质子流预测的准确性，这是解释从实验中寻找反质子宇宙射线流中暗物质证据的数据所必需的
第三，通过将π介子聚焦在核目标上，AMBER将测量形成π介子的夸克和胶子的动量分布
这些测量将揭示维系π介子的粒子动力学，并最终揭示强子质量的起源，从技术上来说，强子质量就是强子质量的出现
在AMBER的第二阶段(“第二阶段”)中，对kaons内部结构的研究有望进一步揭示强子质量的出现
这些研究要求对供给罗盘的束线进行升级，以传送高能高强度的带电粒子束
结合AMBER的pion和kaon的结果，将有助于更好地理解自然界两种质量产生机制之间的相互作用:赋予强子质量的机制和赋予大质量基本粒子质量的希格斯机制
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