通过物理研究更好地了解我们的世界

利记sbo物理学教授. Bhujyo Bhattacharya和乔治Moschelli在过去三年多的时间里一直在进行重要而令人兴奋的基础研究. 他们和他们的学生一直在深入研究我们宇宙的起源，并在下面的故事中报告他们各自的发现. 虽然他们的研究还在继续，但他们已经发现的东西还是有希望的.

物质，反物质:有关系吗? 利记sbo物理学家研究宇宙的起源

在过去的三年里 Dr. Bhubanjyoti巴塔查里亚 和他的学生们在美国国家科学基金会(NSF)的资助下研究宇宙的起源 奖不. 体育2013984 题为“RUI:在风味现象学中发现CP违反的新来源”.”

在这份授权书的摘要部分, 巴塔查里亚解释说，这项研究的目的是回答“所有反物质都在哪里”这个问题?他写道, “物质和反物质在一种叫做电荷宇称的基本对称下的行为相似, 或“CP”. 然而，涉及基本粒子的过程可能不尊重这种对称性. 发现违反CP的新物理理论将使我们更好地理解我们的宇宙, 因为他们将能够解释为什么物质比反物质多. 这一领域的研究通过促进科学进步来促进国家利益, 加深对基本粒子的理解, 它们的属性, 以及它们如何相互作用.”

巴塔查里亚和来自世界各地的几位合作者撰写并发表了同行评议的文章, 提出了实验物理学家应该尝试测量电荷宇称违反的新方法. Bhattacharya与Andrea Houck一起进行了这项研究, 他是利记sbo 2021年物理和数学专业的校友，现在是威斯康星大学麦迪逊分校的博士生. 她是著名的Ed Donley奖获得者，也是令人垂涎的NSF研究生研究奖学金获得者. 巴塔查里亚和霍克与其他合著者最近提交了一份报告 预印纸上的arxiv.org 题为“无魅力的B→PPP衰变:完全反对称的最终状态”，描述了他们两年多探索的结果.

之前的文章已经发表在同行评议的出版物上，包括 高能物理学报 , 物理评论D , 物理评论D快报 除其他外.

今年夏天，巴塔查里亚获得了NSF的新资助 奖不. 体育2310627 继续这项利记sbo宇宙如何形成的重要研究.

25岁的研究生Gabe Dresen

他刚担任巴塔查里亚的研究员两周, 机械工程专业大三学生Gabe Dresen说，他之所以选择机械工程专业，是因为它让他对事物的运作方式有了最广泛的了解. 德雷森不仅喜欢物理2，“我喜欢博士. 还有他的教学风格，”他说. 德雷森解释道, 因为他对电荷宇称一无所知, “我从回顾文献开始，了解巴塔查里亚和其他人之前研究和报道的内容.巴塔查里亚对德雷森说:“我们一起学习。”这让德雷森放心了. “我对这个领域知之甚少，但我喜欢学习，”德雷森说. “这项工作可以帮助我们扩展到我们想象的最远的地方，扩展人类知识的领域.换句话说，是的，这很重要.

夸克，胶子，强作用力! 利记sbo物理学家研究如何控制强作用力

通过国家科学基金会的资助 奖不. phy - 1913005 , Dr. 乔治Moschelli 一直在研究控制强大力量的方法吗, 哪一种是自然界的四种基本力量之一, 和重力一起, 电磁, 弱力. 强力是所有力中最强的，它能将物质的基本粒子结合在一起, 也就是夸克, 形成质子. 为什么要研究强作用力? 莫谢利说, 几十年来，成千上万的人一直在研究这个现象, 这项研究试图了解如何控制它. “我们不知道它到底是什么，也不知道它将如何应用，”他说. 

艺术家对大爆炸后不久夸克-胶子等离子体的印象

(©用户:S13mashina /  维基共享  /  CC-BY-SA-4.0 )

但是Moschelli解释了他研究的前提和结果. “世界上最大的两个实验设施, 相对论重离子对撞机和大型强子对撞机, 原子核以接近光速的速度碰撞. 这些实验的主要目的之一是研究“强核力”是如何工作的. 最尖端的强核力理论被称为量子色动力学(QCD)。. QCD预测，当大原子核以非常高的能量被压在一起时(比如碰撞), 一种叫做夸克-胶子等离子体(QGP)的新物质将会形成. QGP也是宇宙大爆炸诞生后存在的物质阶段. 使用QCD的QGP理论计算通常局限于一种称为平衡的均匀性的很强的假设. 然而, 实验中真实碰撞产生的物质很可能不处于平衡态. 我研究将理论与非平衡状态联系起来的方法. 这些方法将允许理论提取更现实的QGP属性，并告诉我们强核力的本质.

来解释理解强作用力的重要性,莫谢利说, “我喜欢用我们发现电磁力来做类比. 我们对电磁力的理解是所有现代技术的支柱. 它是把我们的分子结合在一起的力，也是我们用来使所有电子产品和计算机工作的力. 它甚至是将光与我们的世界联系在一起的力量.”

Moschelli继续从历史的角度来看待这个问题. 他说, “我们用来理解电磁力理论的方程式是在1773-1865年间写下来的. 第一个灯泡于1879年获得专利. 他们在烛光下研究电磁学. 这花了100年. 我们刚刚开始了解电磁学. 我们现在知道的更多了. 我们花了150多年的时间. 比较一下19世纪和现在的人类. 我们对强力的理解将和我们对电磁学的理解产生同样的影响. 我们仍然处于第一阶段，试图发现所有的规则. 当我们完成时，我们的社会现在看起来只会像烛光一样先进.” 

他最后一次 出版 出现在2023年1月. 完成这个项目花了几年时间，三个本科生(玛丽·科迪), 马克Kocherovsky, 和Brendan Koch)是共同作者. 这些学生都毕业了，但他们对我们的研究贡献很大.”

7月26日，他发表了自己的演讲 研究发现 , 他一月份那篇文章的续篇, 在科英布拉举行的第19届极端条件下QCD国际会议上, 葡萄牙. 

虽然美国国家科学基金会的资助已于8月到期，但莫谢利对强作用力的研究仍在继续. 他还在研究如何将新的数学和机器学习方法用于数据分析.