Fizyk oswoił podstawowe cząstki Myona na precyzyjnie kontrolowaną wiązkę

Fizyk oswoił podstawowe cząstki Myona na precyzyjnie kontrolowaną wiązkę

Zespół w Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) w Tokai skupił laser na strumieniu myonów, aby zatrzymać szybko poruszające się cząstki. Następnie naukowcy zastosowali pole elektryczne, aby przyspieszyć te „ochłodzone” myony do około 4 % prędkości światła. Wyniki, które nie zostały jeszcze zbadane przez ekspertów, zostały opublikowane 15 października na serwerze Preprint Arxiv Neutrino . Poruszają się również w różnych kierunkach z różnymi prędkościami, co utrudnia oswożenie ich w wąskim, bardzo intensywnym odrzutowcu. Chociaż badacze przyspieszyli Myons, promienie są „bardzo rozbieżne”, mówi Co -Autor badania, Shusei Kamioka, fizyk Particle w Organizacji Badań nad Akceleratorem High Energy w Tsukuba w Japonii. W rezultacie promienie są zbyt nieprzewidywalne, aby można je było wykorzystać do wrażliwych pomiarów.

Aby przezwyciężyć tę przeszkodę, Kamioka i jego koledzy zastrzelili wiązkę dodatnio naładowanych mionów, antymateria Myons, zwanego przeciwgrzybicą, w gąbczastych materiałach krzemionki-aerogel-A, który jest często stosowany jako izolacja termiczna. Kiedy dodatnie miony zderzyły się z elektronami w aergelu, powstały neutralne atomy „muonium”. Naukowcy wystrzelili laser na te atomy, aby oddzielić swoje elektrony, dzięki czemu z powrotem w pozytywne myony były prawie zamrożone. Ten proces chłodzenia zapewnił, że prędkości i kierunki cząstek stały się bardziej równe.

Następnie naukowcy wykorzystali pole elektryczne, aby przyspieszyć te spowolnione myony do energii napięcia 100 kilogramów, co osiągnęło prędkość około 4 % prędkości światła.

Chociaż wyniki są obiecujące, Myon wciąż jest długa droga, aby stać się rzeczywistością, mówi Holmes. Podejście to musiałoby zostać skalowane, aby wygenerować jeszcze bliżej, bardziej intensywne promienie.

Kamioka wyjaśnił, że on i jego koledzy opracowują technologię niezbędną do przyspieszenia myonów do 94 % prędkości światła i mieć nadzieję, że osiągnie to do 2028 roku. „To nasz kolejny kamień milowy” - mówi.

Oprócz budowy przyszłego zderzacza fizycy mogliby używać promieni miona o wysokiej energii w eksperymentach, które wykraczają poza standardowy model fizyki cząstek, takie jak precyzyjne pomiary tajemniczego magnetyzmu myonów - co jest silniejsze niż teoretycznie przewidywane, zgodnie z Kamioką.

1. aritome, S. i in. Preprint Under https://doi.org/10.48550/arxiv.2410.11367 (2024).