天天小知识
科学家首次实现缪子电离冷却
科学家首次观察到缪子(muon)电离冷却,向成功建造缪子对撞机迈出关键一步。即使与升级后的大型强子对撞机(LHC)相比,未来缪子对撞机带来新发现的能力也有望高出10倍。
自上世纪30年代以来,科学家利用加速器制造出了质子、电子和离子束,这些粒子束的能量不断增强,几乎应用于各科学领域。
但“国际缪子电离冷却实验”(MICE)合作组希望制造出一种全新的缪子加速器,继承LHC的“宏愿”,产生能量高10倍的新粒子。实现这一目标面临一个难题:能否充分“挤压”缪子束以达到研究新物理所需的标准。MICE合作组的最新实验清楚表明,电离冷却方法可行,缪子也能被注入很小体积内。
缪子质量为电子的200倍,寿命相对较短。利用强流质子射击高密度靶标可大量产生缪子。然而,这些缪子主要通过质子打靶得到的次级粒子衰变产生,运动方向四面八方,就像一团弥散的云团。科学家要先将此过程的其他碎片粒子分离出去,然后用一系列磁透镜引导缪子团。当两个这样的弥散束流交叉时,发生碰撞的概率很小。
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