Fyzik skrotil základné častice myónu do presne kontrolovaného lúča
Fyzik skrotil základné častice myónu do presne kontrolovaného lúča
Vedci - ťažší, nestabilní, nestabilní príbuzní elektrónov - sa po prvýkrát zrýchlili v prísne kontrolovanom lúči, ktorý priblíži víziu Collider Myon o krok bližšie k realite.Tím vo výskumnom komplexe ACTON Accelerator Japan Proton Accelerator (J-PARC) v Tokai zameral laser na prúd Myons, aby sa rýchlo pohybujúce sa častice zastavili. Vedci potom použili elektrické pole na urýchlenie týchto „ochladených“ myónov na približne 4 % rýchlosti svetla. Výsledky, ktoré ešte neboli preskúmané odborníkmi, boli zverejnené 15. októbra na predtlačovom serveri ARXIV 1 .
Tento výkon je „veľkým krokom vpred“ v prístupe, ktorý je potrebný pre Neutrinos . Pohybujú sa tiež rôznymi smermi rôznymi rýchlosťami, čo sťažuje skrotiť ich do úzkeho, vysoko intenzívneho prúdu. Hoci vedci už predtým zrýchlili myonov, lúče sú „veľmi divergentné“, hovorí spoluautor štúdie, Shusei Kamioka, fyzik častíc vo výskumnej organizácii s vysokým energetickým urýchľovacími urýchľovačmi v Tsukube v Japonsku. V dôsledku toho sú lúče príliš nepredvídateľné na to, aby sa mohli použiť na citlivé merania.
Na prekonanie tejto prekážky Kamioka a jeho kolegovia zastrelili lúč pozitívne nabitých myónov, antimaterie náprotivok Myons, nazývaný antifungálny, v húbom materiáli Silica-Aerogel-A, ktorý sa často používa ako tepelná izolácia. Keď sa pozitívne muóny zrazili s elektrónmi v airgéne, tvorili sa neutrálne atómy „muónie“. Vedci vystrelili laser na tieto atómy, aby oddelili svoje elektróny, čím sa vrátili do pozitívnych myónov, ktoré boli takmer zmrznuté. Tento proces chladenia zabezpečil, že rýchlosti a smery častíc sa stali rovnomernejšími.
Potom vedci použili elektrické pole na urýchlenie týchto spomalených myónov na energiu 100 kilogramových napätí, ktoré dosiahlo rýchlosť asi 4 % rýchlosti svetla.
Aj keď sú výsledky sľubné, stále existuje dlhá cesta, ako sa Myon zráža, aby sa stala realitou, hovorí Holmes. Tento prístup by sa musel upraviť, aby sa vytvoril ešte bližšie a intenzívnejšie lúče.
Kamioka vysvetlil, že on a jeho kolegovia vyvíjajú technológiu, ktorá je potrebná na urýchlenie Myons na 94 % rýchlosti svetla, a dúfam, že to dosiahne do roku 2028. „Toto je náš ďalší míľnik,“ hovorí.
Okrem výstavby budúceho zrážky by fyzici mohli používať vysoko -energetické myonové lúče v experimentoch, ktoré presahujú štandardný model fyziky častíc, ako sú presné merania záhadného magnetizmu myónov - čo je podľa Kamioka silnejšie ako teoreticky predpovedané.
-
Aritome, S. et al. Predtlač pod https://doi.org/10.48550/arxiv.2410.11367 (2024).