Fiziķis pieradināja pamata myon daļiņas precīzi kontrolētam staram

Veröffentlicht:

Von:

Pirmo reizi Japānas pētnieki ir paātrinājuši nestabilus mjonus par precīzi kontrolētu staru, kas atspoguļo pavērsienu nākotnes Mjonam.
(Symbolbild/natur.wiki)
Pirmo reizi pētnieki - smagāki, nestabili, nestabili elektronu radinieki - paātrināti stingri kontrolētā starā, kas myon sadursmes redzējumu dod soli tuvāk realitātei.

Japānas protonu paātrinātāja pētījumu kompleksa (J-PARC) komanda Tokai koncentrēja lāzeru uz Mjonu straumes, lai strauji kustīgās daļiņas apstātos. Pēc tam pētnieki izmantoja elektrisko lauku, lai paātrinātu šos "atdzesētos" mionus līdz apmēram 4 % no gaismas ātruma. Rezultāti, kurus eksperti vēl nav pārbaudījuši, tika publicēti 15. oktobrī uz priekšpilsētas servera arxiv 1 .

Šī izrāde ir "liels solis uz priekšu" pieejā, kas nepieciešama neitrīni . Viņi arī pārvietojas dažādos virzienos ar dažādu ātrumu, kas apgrūtina tos pieradināt šaurā, ļoti intensīvā strūklā. Lai arī pētnieki jau iepriekš ir paātrinājuši mjonus, stari ir "ļoti atšķirīgi", saka pētījuma līdzautors Šusei Kamioka, daļiņu fiziķis, augstas enerģijas akseleratoru pētījumu organizācijas Tsukubā, Japānā. Tā rezultātā stari ir pārāk neparedzami, lai tos varētu izmantot jutīgiem mērījumiem.

Lai pārvarētu šo šķērsli, Kamioka un viņa kolēģi nošāva pozitīvi uzlādētu mionu staru-mionu antimatēriju kolēģi, ko sauc par pretsēnīšu, silīcija-aerogel-a sūkļainā materiālā, ko bieži izmanto kā termisku izolāciju. Kad pozitīvie muoni sadūrās ar elektroniem Airgel, veidojās neitrāli "muonija" atomi. Pētnieki izšāva lāzeru uz šiem atomiem, lai atdalītu elektronus, padarot tos atpakaļ pozitīvos mjonos, kas bija gandrīz sasaluši. This cooling process ensured that the speeds and directions of the particles became more even.

Tad pētnieki izmantoja elektrisko lauku, lai paātrinātu šos mionus līdz 100 kilogramu elektronu sprieguma enerģijai, kas sasniedza ātrumu aptuveni 4 % no gaismas ātruma.

Lai arī rezultāti ir daudzsološi, joprojām ir tāls ceļš, līdz Mjons saduras, lai kļūtu par realitāti, saka Holmss. Lai radītu vēl tuvākus, intensīvākus starus, pieeja būtu jānovērtē.

Kamioka paskaidroja, ka viņš un viņa kolēģi izstrādā tehnoloģiju, kas nepieciešama, lai paātrinātu mionus līdz 94 % no gaismas ātruma, un cer to sasniegt līdz 2028. gadam. "Šis ir mūsu nākamais pavērsiens," viņš saka.

Papildus nākotnes sadursmes veidošanai fiziķi eksperimentos varēja izmantot augstas enerģijas myon starus, kas pārsniedz daļiņu fizikas standarta modeli, piemēram, precīzi mionu noslēpumaino magnētisma mērījumi - kas ir spēcīgāks, nekā teorētiski prognozēts, norāda Kamioka.

  1. aritome, S. et al. Preprint zem >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> https://doi.org/10.48550/arxiv.2410.11367 (2024).