加速μ子使下一代粒子對撞機更接近現實

μ子正在向前邁進。

在邁向新型粒子物理實驗的一步中，科學家們冷卻並加速了μ介子束。亞原子粒子是電子的重近親，可以在未來的粒子對撞機中加速並撞擊在一起，以期解開物理秘密。但首先，科學家必須弄清楚如何提高μ介子的速度。

與直覺相反，這意味著首先減慢μ子的速度。粒子束中的μ子最初會向各個方向移動。為了使光束適合實驗，粒子需要先減慢，然後重新加速，所有的方向都相同。這種放緩或冷卻，於 2020 年首次展示（序號：2020年2月5日）。

現在，科學家們在位於東海的日本質子加速器研究中心 (J-PARC) 進行的一項實驗中，不僅冷卻了 μ 子，還加速了它們的加速。 μ子的速度達到了大約光速的4%，或大約每秒 12,000 公里，研究人員 10 月 15 日在 arXiv.org 上報告。

科學家首先將μ子送入氣凝膠中，氣凝膠是一種輕質材料，可以減慢μ子的速度並產生μ子，這是帶正電的μ子和帶負電的電子的原子組合。接下來，雷射剝離電子，留下冷卻的μ子，然後電磁場加速μ子。

介子對撞機可以比粉碎質子的機器產生更高的能量碰撞，而質子本身是由稱為夸克的較小粒子組成的。每個質子的能量都被分配給它的夸克，這意味著只有部分能量進入碰撞。 μ子內部沒有較小的部分。它們比電子更可取，電子在繞加速器運行時會損失能量。由於 μ 子的質量較大，因此不會受到該問題的影響。

除了對撞機之外，μ子束還可用於測量粒子磁性等實驗，這是一個已被廣泛研究的課題。困惑的物理學家（序號：8/10/23）。