超级 J/psi 工厂为下一代核与粒子物理高精度实验提供丰富的反中子和超子源

为了研究各类物质的相互作用与结构，通常需要进行利用多种不同粒子作为入射粒子的散射实验。尽管 $e^\pm$、$\mu^\pm$、$\pi^\pm$、$K^\pm$、质子、反质子以及各种重离子束流已被产生并促成了诸多科学突破，反中子、超子（$\Lambda$、$\Sigma$ 和 $\Xi$）及其反粒子的束流通常不易获得。在此我们指出并研究了一种产生这些粒子的新高质量源：一个每年能够积累数万亿次 $J/\psi$ 衰变的超级 $J/\psi$ 工厂。在相关的 $J/\psi$ 衰变中，目标粒子与其他可被标记的最终态粒子一同产生。这使得能够精确确定入射粒子的通量与动量，从而实现对相应相互作用与广泛靶体的前所未有的精度研究。这些具有精确已知运动学的重子与反重子的新颖高统计量源，为粒子与核物理中的应用开辟了新机遇，包括反核子-核子相互作用、核子的非价 $s\bar{s}$ 组分、超子-(反)核子相互作用、OZI 违背、(多奇异)超核、奇特轻强子谱等诸多方向，以及用于强子物理与医学物理的蒙特卡洛模拟标定。