物理学家首次将μ子“驯服”为高度受控光束

中国科学报
发布时间: 2024-10-28 10:21:33 707次浏览

 Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

一项新研究称,研究人员通过使用激光照射μ子流减速粒子并施加电场,首次将μ子加速成一个紧密控制的束流,实现接近光速4%的速度。相关研究成果近日公布于预印本平台arXiv。Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

μ子是一种与电子非常相似的基本粒子,但其质量是电子的200多倍。在过去十年里,人们越来越倾向于建造一台紧凑型μ子对撞机,以达到或超越大型质子和电子对撞机的能量水平,例如欧洲核子研究中心(CERN)27公里长的大型强子对撞机。Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

由于μ子是基本粒子,能将全部能量投入到每次碰撞中,因此一台10公里的μ子对撞机可以产生与90公里质子机能量相当的粒子。相比之下,质子碰撞发生在其内部夸克之间。Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

但是加速μ子极其困难,因为它的寿命很短,在衰变为一个电子和两种中微子之前仅存在约2微秒。此外,μ子还以不同速度和方向四处移动,难以形成一束狭窄、高强度的粒子束。Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

研究作者、日本国家高能物理研究所粒子物理学家Shusei Kamioka表示,尽管此前已有研究人员加速过μ子,但这些粒子束“高度发散”。因此,这些粒子束无法用于灵敏测量。Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

为解决这一问题,Kamioka及同事将一束带正电的μ子(即μ子的反物质对应物,称为反μ子)射入二氧化硅气凝胶,后者是一种海绵状材料,常用作热绝缘体。当反μ子撞击气凝胶中的电子时,会形成“μ子素”中性原子。研究人员通过激光照射这些原子,以剥离它们的电子,使其重新变回几乎静止的反μ子。Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

这一冷却过程使得粒子的速度和方向变得一致。紧接着,研究人员利用电场将减速的μ子加速到100千电子伏能量,从而实现接近光速4%的速度。Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

田纳西大学诺克斯维尔分校粒子物理学家Tova Holmes表示,这一壮举是建造μ子对撞机所需方法的“巨大进步”。该对撞机可用于进行敏锐灵敏测量,以揭示新物理现象,同时相较于其他粒子对撞机更小,建造成本可能更低。Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

尽管结果令人鼓舞,但μ子对撞机的实现之路仍然漫长。Holmes指出,该方法需要进一步扩大,以产生更加紧密和高强度的粒子束。Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

Kamioka表示,他和同事正在开发将μ子加速到光速94%所需的技术,并希望在2028 年实现这一目标,“这是我们的下一个里程碑”。Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

除了构建未来对撞机,Kamioka指出,高能μ子束还可以用于一些可能超越粒子物理标准模型的实验,比如精确测量μ子的神秘磁力。已有研究显示,μ子的磁力比理论预测的更强。Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

相关论文信息:
Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

https://doi.org/10.48550/arXiv.2410.11367Zv3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

本文链接:http://knowith.com/news-3-1165.html物理学家首次将μ子“驯服”为高度受控光束

声明:本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。

热门文章

延伸阅读

相关阅读

胶州市卫校了3+2录取分数线 胶州市第二卫校录取分数线
胶州市卫校没有3+2的录取制度。 胶州市卫校录取条件:1、初中应届毕业生:3+3(大专)3+4(本科),要求中考成绩300分以上,同时参加学校组织的招生面试。2、初中往届毕业生:3+3(大专)3+4(本科)要求具有初中毕业证同时参加学校组织的
盘点一下,今年有哪些明星也参与了高考?
今天小编整理了盘点一下,今年有哪些明星也参与了高考?相关信息,希望在这方面能够更好的大家。 在今年参加艺考的明星有 张子枫、何洛洛、赵今麦、周奇、刘奇、李庚希,焉栩嘉 等等。 何洛
2023年春季高考的分数线是多少呢?
今天小编为大家带来了2023年春季高考的分数线是多少呢?,希望能帮助到大家,一起来看看吧! 春季高考(面向中职毕业生) 普通类(工程技术类):本科540分;高职150分。 普通类(管理服务类):本科536分;
春季高考录取分数线2023(2023届春考各校分数线)
今天小编整理了春季高考录取分数线2023(2023届春考各校分数线)相关信息,希望在这方面能够更好帮助到大家。 2023春季高考录取分数线如下 : 以山东为例:2023山东春季高考各校录取分数线:齐鲁
艺考政策变化2024 2024年舞蹈艺考新政策
小编今天整理了一些艺考政策变化2024 2024年舞蹈艺考新政策相关内容,希望能够帮到大家。 艺考政策变化2024如下: 1、本科艺术类专业点增加。 普通高等学校新增159个备案本科艺术类
我是山西的艺考生舞蹈校考我应该报哪些学校
小编给大家带来了我是山西的艺考生舞蹈校考我应该报哪些学校相关文章,一起来看一下吧。 你好,请你看看下面这篇文章你就明白了。 《校考,你准备好了吗——有关校考的几个问题》 原创: 艺

热点精选

SQL Error: select * from ***_ecms_news5 where id in(212,,145,14,250,255) limit 6

最新推荐

您可能感兴趣