研究η介子衰變為電子對和光子的過程，有助于科學家識別質量小于質子的暗物質候選粒子。

盡管標準模型解釋了許多物質現象，但某些問題仍然挑戰著科學家：

為何我們的宇宙中物質多于反物質？占據宇宙物質總量85%的神秘物質 —— 暗物質究竟是什么？

η介子的研究可能為這些問題提供答案。這些中性粒子常被稱為“類戈德斯通玻色子（approximate Goldstone bosons）”，其罕見的衰變過程可能指向超越標準模型的新物理。

中國研究人員公布了一項建造尖端η介子工廠的計劃。這座規劃中的"惠州超級η介子工廠"（Huizhou super eta factory）將在中國廣東省的高強度重離子加速器裝置（High-Intensity Heavy Ion Accelerator Facility）內建造。

該設施設定了宏偉目標：每年生產超過10萬億個η介子，生產率超過每秒1億個粒子。

尋找隱藏粒子

研究人員對η介子感興趣，是因為它們可能產生所謂的"門戶粒子"（portal particles），這些粒子能將普通物質與宇宙中的暗成分（如暗物質、暗能量和暗光子）聯系起來。

研究η介子衰變為電子對和光子的過程，有助于科學家識別質量小于質子的暗物質候選粒子。

如此大規模的生產能力將為研究人員提供足夠的統計量，以探測那些原本可能被隱藏的新物理的微妙跡象。

"我們僅對一些有趣的η介子衰變通道進行了少量模擬，結果已顯示出激動人心的發現潛力，"王榮（Rong Wang）在一份新聞稿中表示。王榮領導了模擬研究，并作為描述該項目的研究論文的通訊作者。

科學目標

擬議的設施有三個主要科學目標：

直接搜尋門戶粒子： 通過研究特定的衰變模式來直接搜尋門戶粒子。探索電荷宇稱（CP）破壞新機制： 通過檢驗粒子衰變中的鏡像不對稱性，探索新的電荷宇稱破壞機制，這可能解釋宇宙中物質多于反物質的原因。精確測量強核力： 在該設施進行的精密研究可驗證強核力理論，并闡明諸如μ子反常磁矩等謎團。

探測器技術

"惠子譜儀"（HHaS, Huizhou Hadron Spectrometer）是這一計劃設施的核心先進探測器系統。

這個創新的譜儀將包含四個協同工作的主要組件：

用于探測帶電粒子的硅像素追蹤系統用于識別粒子的快速飛行時間系統用于測量光子的電磁量能器一個超導螺線管磁體

探測器系統的創新令人印象深刻。探測器預計位置分辨率可達100微米（約為一根人類頭發的寬度）。此外，它每秒可處理超過1億次碰撞事件，并能承受多年的高劑量輻射暴露。

該團隊的目標是在未來的升級中實現更雄心勃勃的規格：瞄準1-5納秒（十億分之幾秒）的時間精度和40-80微米的像素尺寸。作為比較，這仍然是紅細胞直徑的數倍，但代表了探測器精度的重大飛躍。

前景展望

目前的模擬結果展示了該設施非凡的發現潛力。該設施僅運行一個月，其探測能力就可能超越現有水平。

研究人員計劃通過生產更重的粒子并升級相關加速器系統來進一步提升粒子產量，從而增強該設施的能力。

描述該項目的研究論文已發表在《核技術》期刊上。

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