一项名为“自旋物理探测器”(SPD)的国际研究项目即将在俄罗斯的NICA对撞机上正式启动。该项目旨在通过高精度实验,深入探索质子和中子自旋的来源,有望彻底改变基本粒子理论,并增进人类对宇宙结构的理解。

莫斯科工程物理学院核物理与技术研究所基本粒子物理系副教授叶夫根尼·索尔达托夫表示:“SPD实验的科学目标是解开质子和中子自旋为1/2的形成之谜。这一谜团已困扰科学界数十年,实验将主要测量胶子对核子自旋的贡献,这对于理解自旋效应及其在高科技领域的应用至关重要。”
SPD实验计划通过极化的质子束和氘核束在高达27 GeV能量下的碰撞,获取核子的三维自旋结构。从碰撞区逃逸的粒子的角分布不对称性,将帮助科学家建立核子自旋方向和动量方向之间的关联,以及核子内部胶子的自旋方向、纵向动量和横向动量之间的关联。这些信息对于确定胶子成分对核子自旋的贡献至关重要。
该项目不仅关注科学发现,还重视人才培养。叶夫根尼·索尔达托夫指出:“过去三年,俄罗斯科学家参与国际项目的程度有所下降。在这种情况下,拥有我们自己的设施和开展国际级实验,对于保持科研能力并培养新一代研究人员至关重要。SPD实验为学生提供了从探测器原型设计到高级建模和数据分析的全方位工作机会。”
目前,SPD合作项目已汇集了来自10个国家的40所大学和约400名参与者,且合作项目的大门持续向新参与者敞开。SPD实验计划分两个阶段进行,第一阶段将于2028年左右启动,主要目标是验证探测器的性能并进行首批物理研究。随后,在2030年代初期,实验将启动第二阶段,深入研究核子的三维自旋结构。