Ett experiment som syftar till att få ny inblick i den kraft som binder all materia samman har nyligen avslutat sin första fas med datainsamling vid US Department of Energy's Thomas Jefferson National Accelerator Facility.

Experimentet med Gluonic Excitations, eller GlueX, är utformad för att producera och studera hybrid mesoner, som är partiklar som är byggda av samma saker som vanliga protoner och neutroner:kvarkar bundna av "den starka" kraftens "lim". Men till skillnad från vanliga mesoner, limmet i hybrid -mesoner beter sig annorlunda genom att aktivt bidra till partiklarnas egenskaper.

"En meson är en kvark och antikvart bunden. Vår förståelse är att limet håller ihop dem, och att limet manifesterar sig som ett fält mellan kvarkerna. En hybrid meson är en med det starka gluoniska fältet upphetsat, "sa Curtis Meyer, en professor i fysik vid Carnegie Mellon University och talesman för GlueX -experimentet.

Att få en glimt av den starka kraftens öppenhet i hybrid -mesoner kommer att erbjuda kärnfysiker ett nytt perspektiv på hur subatomära partiklar byggs av den starka kraften. Det ger också ett unikt tillfälle att utforska "kvargstängsel - varför ingen kvark någonsin har hittats ensam.

Den första fasen av detta experiment slutfördes framgångsrikt i slutet av november. Det började 2016 och har avslutat fyra körperioder, samla in mer än fyra petabyte med data för analys.

"Ända tills nu, data från de två första av dessa, vilket är cirka 20 procent av all data, har analyserats, "Sa Meyer.

Han sa att inga hybrid -mesoner ännu har identifierats i data - även om ett sådant resultat inte är förvånande i detta skede av analysen. GlueX -experimentet var utformat för att producera spektrumet av mesoner, inklusive hybrid -mesoner, för studier för att lära sig mer om kvarkinhållning och den starka styrkens roll i detta fenomen. I den aktuella analysen, samarbetet har redan identifierat flera andra medlemmar av mesonspektrumet som de förväntade sig att se.

"Och de tidiga fysikresultaten har redan kommunicerats till gemenskapen i ett tidningspapper och många konferenspresentationer, "Sa Meyer.

Fler publikationer finns i de slutliga granskningsstaterna och förväntas dyka upp under 2019. Dessutom, Meyer sa att GlueX -samarbetet ser fram emot att genomföra sin forskning med hela datamängden från den första fasen, ett mål som har varit på gång i två decennier.

"Jag är bedövad. Vi har arbetat med att komma till den här punkten i mer än 20 år, och nu har vi äntligen den första omgången med data, "sa Meyer." Nu, Vi arbetar med dataanalys för att se vad vi kan lära oss. "

Nästa fas av GlueX beräknas starta hösten 2019. I den fasen, ytterligare ett detektorsystem, kallade GlueX DIRC, för detektering av internt reflekterad Cherenkov -ljusdetektor, installeras för att uppgradera experimentets förmåga att positivt identifiera olika typer av mesoner utifrån smakerna av kvarker som de innehåller.

Experimentet möjliggjordes av den nyligen genomförda 12 GeV -uppgraderingen av laboratoriets Continuous Electron Beam Accelerator Facility, en DOE Office of Science User Facility för kärnfysik. Den 12 GeV CEBAF -uppgraderingen var $ 338 miljoner, flerårigt projekt för att tredubbla CEBAF:s ursprungliga driftsenergi för att undersöka kvarkstrukturen i atomkärnan. Uppgraderingen slutfördes 2017 och dedikerades tidigare i år.