Fizičar je pripisao osnovne čestice myona u precizno kontroliranu gredu

Fizičar je pripisao osnovne čestice myona u precizno kontroliranu gredu

Tim u Japanskom istraživačkom kompleksu protonskog akceleratora (J-PARC) u Tokai-u fokusirao je laser na tok mihova kako bi se brzo pokretne čestice zaustavile. Istraživači su zatim primijenili električno polje kako bi ubrzali ove "ohlađene" mije na oko 4 % brzine svjetlosti. Rezultati koje još nisu ispitali stručnjaci objavljeni su 15. listopada na Preprint poslužitelju arxiv 1 .

Ovaj je izvedba "veliki korak naprijed" u pristupu koji je potreban myonkollider . Takav sudac mogao bi se upotrijebiti za provođenje izuzetno osjetljivih mjerenja koja su potrebna za otkrivanje novih fizičkih pojava. Bilo bi manje i potencijalno jeftinije graditi od ostalih kolača čestica, kaže Tova Holmes, fizičar čestica sa Sveučilišta u Tennesseeju u Knoxvilleu.

mijeni su kratkotrajne elementarne čestice koje su gotovo identične elektronima, ali imaju više od 200 puta više od svojih masa. U posljednjih deset godina ojačalo je pokret u smjeru kompaktnog sudara Myon-a koji bi mogao pratiti energije ili ih čak nadmašiti, a koje postižu ogromni protonski i elektronski fakulteti, poput 27-kilometra Hadron Collider u CERN-u, Europskog laboratorija za Partchen Physics u Genevi. Myon Collider dugačak 10 km mogao bi proizvesti čestice koje imaju toliko energije kao i one iz protonskog stroja za 90 kilometara, budući da su Myonen elementarne čestice, čija cijela energija ulazi u bilo koji sudar. Suprotno tome, protonski sudari između komponenti.

However, the acceleration of myons is extremely difficult because they only exist about 2 microseconds before they are in an electron and two types of Neutrinos . Također se kreću u različitim smjerovima različitim brzinama, što ih otežava ukrotiti u uski, vrlo intenzivni mlaz. Iako su istraživači prije ubrzali mije, zrake su "vrlo divergentne", kaže ko -autor studije, Shusei Kamioka, fizičar čestica u istraživačkoj organizaciji visokog energetskog akceleratora u Tsukubi u Japanu. Kao rezultat, zrake su previše nepredvidive da bi se koristile za osjetljiva mjerenja.

Da bi prevladali ovu prepreku, Kamioka i njegovi kolege pucali su snop pozitivno nabijenih mihona, antimaterijskog kolege minskog, nazvanog antifungalni, u silicij-aerogel-spužvastog materijala koji se često koristi kao toplinska izolacija. Kad su se pozitivni muoni sudarili s elektronima u zračnom pogonu, formirali su se neutralni atomi "muonij". Istraživači su ispalili laser na te atome kako bi odvojili svoje elektrone, vraćajući ih u pozitivne mijene koji su bili gotovo smrznuti. Ovaj postupak hlađenja osigurao je da brzina i smjerovi čestica postaju ravnomjerniji.

Zatim su istraživači koristili električno polje za ubrzavanje tih usporenih mihona na energiju od 100 kilograma, što je postiglo brzinu od oko 4 % brzine svjetlosti.

Iako rezultati obećavaju, još uvijek postoji dug put da Myon Collides postane stvarnost, kaže Holmes. Pristup bi se trebao povećati kako bi se stvorile još bliže, intenzivnije zrake.

Kamioka je objasnio da on i njegovi kolege razvijaju tehnologiju koja je potrebna kako bi ubrzala mione do 94 % brzine svjetlosti i nadala se da će to postići do 2028. godine. "Ovo je naša sljedeća prekretnica", kaže on.

Pored izgradnje budućeg sudara, fizičari bi mogli upotrijebiti visokoenergetske myon zrake u eksperimentima koji nadilaze standardni model fizike čestica, poput preciznih mjerenja misterioznog magnetizma mihova - koji je jači od teoretski predviđenih, prema Kamioki.

1. aritome, S. i sur. Preprint pod (2024).

Preuzmite reference