قام الفيزيائي بترويض جزيئات ميون الأساسية إلى شعاع محكم بالتحكم بدقة
قام الفيزيائي بترويض جزيئات ميون الأساسية إلى شعاع محكم بالتحكم بدقة
لأول مرة ، تسارع الباحثون - الأقارب الأثقل وغير المستقرون وغير المستقرين للإلكترونات - في شعاع يتم التحكم فيه بدقة ، مما يجلب رؤية مصادم ميون خطوة أقرب إلى الواقع.ركز فريق في مجمع أبحاث Proton Accelerator في اليابان (J-PARC) في Tokai ليزر على تيار من Myons من أجل رفع الجسيمات السريعة المتحركة إلى طريق مسدود. قام الباحثون بعد ذلك بتطبيق حقل كهربائي لتسريع هذه الميون "المبردة" إلى حوالي 4 ٪ من سرعة الضوء. تم نشر النتائج التي لم يتم فحصها بعد من قبل الخبراء في 15 أكتوبر على خادم Preprint Arxiv 1 .
هذا الأداء هو "خطوة كبيرة إلى الأمام" في النهج الضروري لـ neutrinos . كما أنها تتحرك في اتجاهات مختلفة بسرعات مختلفة ، مما يجعل من الصعب ترويضهم إلى طائرة ضيقة ومكثفة للغاية. على الرغم من أن الباحثين قد تسارعوا من قبل ، إلا أن الأشعة "متباينة للغاية" ، كما يقول المشترك للدراسة ، Shusei Kamioka ، فيزياء الجسيمات في منظمة أبحاث تسريع الطاقة العالية في تسوكوبا ، اليابان. نتيجة لذلك ، لا يمكن التنبؤ بالأشعة لاستخدامها في القياسات الحساسة.
للتغلب على هذه العقبة ، أطلق Kamioka وزملاؤه على شعاع من Myons المشحونة بشكل إيجابي ، ونظير مضاد للمياه من Myons ، الذي يطلق عليه مضاد للفطريات ، في مادة السيليكا والمرهلة الإسفنجية التي غالبًا ما تستخدم كعزل حراري. عندما اصطدمت الميون الإيجابية مع الإلكترونات في الجوي ، تشكلت الذرات المحايدة من "muonium". أطلق الباحثون ليزر على هذه الذرات لفصل إلكتروناتهم ، مما جعلهم يعودون إلى ميون إيجابية تم تجميده تقريبًا. كفلت عملية التبريد هذه أن سرعات واتجاهات الجزيئات أصبحت أكثر حتى.
ثم استخدم الباحثون مجالًا كهربائيًا لتسريع هذه الميون البطيئة إلى طاقة تبلغ مساحتها 100 كيلو إلكترون ، والتي حققت سرعة حوالي 4 ٪ من سرعة الضوء.
على الرغم من أن النتائج واعدة ، إلا أنه لا يزال هناك طريق طويل لتصادم ميون لتصبح حقيقة واقعة ، كما يقول هولمز. يجب تحجيم النهج من أجل توليد أشعة أوثق وأكثر كثافة. وأوضح
Kamioka أنه وزملاؤه يطورون التكنولوجيا الضرورية لتسريع Myons إلى 94 ٪ من سرعة الضوء ، ويأملون في تحقيق ذلك بحلول عام 2028. "هذا هو معلمنا التالي" ، كما يقول.
بالإضافة إلى بناء مصادم مستقبلي ، يمكن للفيزيائيين استخدام أشعة ميون عالية الطاقة في التجارب التي تتجاوز النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ، مثل القياسات الدقيقة للمغناطيسية الغامضة للميون - والتي هي أقوى من الناحية النظرية ، وفقًا لكاميوكا.
-
aritome ، S. et al. preprint تحت (2024).