2023 年 1 月，当志特于开始撰写博士论文时，他有一种挥之不去的感觉，认为自己没有正确解释自己的工作。他一直打磨它直到八月。交完材料的第二天，他就结婚了。
于获得博士学位。凭借他在论文中付出的努力，他在密歇根州立大学获得了理论高能物理学博士学位。他还作为美国托马斯·杰斐逊国家加速器设施的博士后研究员继续进行这项研究。
现在，如果还有任何疑虑的话，那么 Yu 论文的质量已经得到肯定：他凭借该论文获得了 2024 年 JJ 和 Noriko Sakurai 理论粒子物理学论文奖。
“赢得这个大奖感觉不可思议，”于说。 “老实说，当我得到这个消息时我也有点惊讶，但我很高兴他们认可我的论文质量。我真的很感谢我的妻子。”
APS 粒子与场执行委员会于 2010 年设立该奖项，以表彰那些做出新颖且杰出的博士论文工作的早期职业科学家。该奖项以粒子物理学家和理论家约翰·樱井淳 (Jun John Sakurai) 及其妻子樱井纪子 (Noriko Sakurai) 的名字命名，以表彰她在 JJ 樱井奖基金的建立和发展中所发挥的作用。
该奖项是在萨克拉门托举行的 APS 四月会议上颁发给 Yu 的，他在会上还发表了关于他的工作的演讲。
Yu 的论文工作是在他的导师 C.-P. 的指导下在密歇根州立大学完成的。元。这项工作有两个部分。
解析质子的内部
第一部分开始于2020年，当时他访问了杰斐逊实验室，并开始与杰斐逊实验室理论与计算物理副主任邱建伟在实验室的理论中心进行合作。在那里，余开始研究与强相互作用理论相关的计算，该理论描述了夸克和胶子(构成质子和中子的粒子)之间的相互作用。
顾名思义，夸克和胶子之间的相互作用很强，强到理论学家无法直接计算。这使得我们很难理解质子中究竟发生了什么，包括其组成夸克和胶子是如何排列的。
为了研究质子复杂的 3D 结构，物理学家必须求助于实验。一种技术涉及将加速电子束发送到质子靶中。有时，电子会与质子中的夸克相互作用而不会破坏它。
尽管这种类型的相互作用很少见，但可以使用杰斐逊实验室的连续电子束加速器设施 (CEBAF) 来产生和测量。 CEBAF 是美国科学办公室的一个用户设施，为全球 1,900 多名核物理学家的工作提供支持。
物理学家利用从这种相互作用中收集的数据，通过提取称为广义部分子分布的表达式来了解夸克和胶子(统称为部分子)的空间排列。
在他的论文项目中，于与邱合作研究如何从涉及质子的电子散射过程中提取广义部分子分布，他注意到存在局限性。
“因为这些过程非常简单，所以它们提供的信息有限，特别是关于部分子的纵向动量依赖性，”于说。 “我们对如何精确提取广义部分子分布感兴趣，因此我们提出了两种可以克服这一缺点的过程。”
这两个过程用不同类型的粒子束代替电子束。一种是用介子束撞击质子，另一种是用光子束撞击质子。两者都使质子完好无损。
Yu 表示，如果精确测量这些过程的终态粒子的散射角，它们将能够比电子散射过程提供更多有关质子内部 3D 部分子结构的信息。
通过射流平坦度实现新物理
在余博士论文的第二部分，他将注意力转向了自旋(基本粒子的基本属性)，以及它如何帮助研究人员寻找标准模型之外的物理学。
瑞士欧洲核子研究中心的大型强子对撞机 (LHC) 将质子粉碎在一起，以寻找新的物理现象(以及其他奥秘)。当夸克和胶子在这些高能碰撞中产生时，它们会形成其他粒子的射流，因为它们不能单独存在。
在检查大型强子对撞机数据时，余注意到，当胶子的自旋垂直于它们移动的方向(称为线性偏振)时，它会影响它们随后产生的射流。射流不再是圆形的，而是沿着其母粒子的自旋方向变平。
“我建议我们可以测量这种平坦度，并将其追溯到原始的胶子，以获得新的物理学，”于说。 “这是人们以前没有注意到的。”
大型强子对撞机中涉及新物理学的质子-质子相互作用可能会导致这些碰撞中的胶子具有线性极化。如果这是真的，那么射流的平坦度，无论是大小还是方向，都可以用作新物理学的路标，提供另一种方法来标记值得在巨大的大型强子对撞机数据海洋中研究的碰撞。
此外，余还注意到另一个粒子的自旋如何导致新的物理学。六种夸克之一，即顶夸克，是最重的基本粒子。这使得物理学家相信顶夸克可能与新物理学纠缠在一起。
与其他类型的夸克不同，顶夸克并不直接产生粒子射流。相反，它干净地衰变成另外两种粒子：底夸克和W玻色子。 W玻色子可以进一步衰变成两个夸克，然后与底夸克一起形成喷流。如果顶夸克运动得非常快，则由其衰变形成的三个喷流彼此靠近，看起来就像一个巨大的肥喷流。
Yu描述了通过顶夸克衰变产生的W玻色子如何也可以具有线性极化，这可以在胖顶夸克射流中触发类似的平坦子结构，并充当与顶夸克相关的新物理学的潜在信号。
这些新的射流观测值，以及余论文第一部分中提出的过程，将为未来研究标准模型和质子结构之外的物理学的实验和分析提供信息。
作为杰斐逊实验室的博士后，余继续在实验室理论中心从事与强力相关的计算工作。他希望他的工作最终有助于我们在最小尺度上理解宇宙。
