Nature Physics: Новый коллайдер стал ближе с технологией маршалинга мюонов

Эксперименты показали, что мюоны можно использовать для высокоэнергетических столкновений. Это открывает новые возможности в физике.

Ускорители частиц помогают изучать состав материи, измерять структуру лекарств и лечить рак, а также производить микрочипы.

Сейчас в ускорителях используют протоны, электроны и ионы. Ускорители на мюонах будут дешевле и меньше, но смогут работать с более высокими энергиями. Их можно будет устанавливать там же, где находятся существующие коллайдеры.

Учёные из Имперского колледжа Лондона в рамках коллаборации Muon Ionization Cooling Experiment (MICE) успешно провели анализ эксперимента с мюонным пучком. Это позволит расширить масштабы мюонного коллайдера раньше, чем других типов ускорителей.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics.

Доктор Пол Богдан Юрж с факультета физики Имперского колледжа прокомментировал результаты:

Это важное событие на пути к созданию мюонного коллайдера. Его можно было бы разместить на существующих площадках, таких как лаборатория Ферми в США.

Мощные ускорители частиц

Ускорители частиц, такие как Большой адронный коллайдер (БАК), сталкивают частицы — протоны — при высоких энергиях. В результате образуются новые субатомные частицы, которые физики хотят изучить.

Чтобы достичь более высоких энергий столкновений и получить доступ к новым открытиям, нужно построить гораздо больший протонный коллайдер. Окружность БАК составляет 27 км, а нового коллайдера будет почти 100 км. Но строительство такого коллайдера требует значительных затрат и времени. Поэтому некоторые физики ищут альтернативные решения. Например, перспективными считаются коллайдеры, в которых будут сталкиваться мюоны.

Мюонные коллайдеры будут компактными и дешёвыми, как 100-километровый протонный коллайдер, но займут меньше места. Но чтобы мюоны сталкивались достаточно часто, нужно разработать технологию.

Сбор мюонов

Нужно, чтобы мюоны собирались в небольшом пространстве и при ускорении формировали плотный пучок. Это для того, чтобы они сталкивались с другим пучком мюонов, который ускоряется в противоположном направлении вокруг кольца.

Коллаборация MICE уже создавала такой пучок, используя магнитные линзы и материалы для «охлаждения» мюонов. Анализ показал, что это успешно направляло мюоны к центру пучка.

Новый анализ позволил уточнить форму пучка и занимаемое им пространство. Благодаря этому команда смогла показать, что пучок стал более упорядоченным и компактным после охлаждения.

Эксперимент проводился на мюонном пучке MICE в Резерфордской лаборатории Эпплтон в Великобритании (на фото). Сейчас команда работает над следующим этапом демонстраций совместно с Международной коллаборацией мюонных коллайдеров.

Представитель коллаборации MICE профессор Кен Лонг с факультета физики Имперского университета сказал:

Явный положительный результат, продемонстрированный нашим новым анализом, дает нам уверенность в том, что мы сможем приступить к созданию более крупных прототипов ускорителей, которые позволят применить эту методику на практике.

Д-р Крис Роджерс, работающий в центре ISIS STFC в Оксфордшире, возглавлял группу по анализу MICE, а сейчас руководит разработкой системы охлаждения мюонов для Мюонного коллайдера в ЦЕРНе. Он заключает:

Это важный результат, который самым наглядным образом демонстрирует эффективность охлаждения MICE. Теперь нам необходимо перейти к следующему этапу — демонстратору мюонного охлаждения, чтобы как можно скорее создать мюонный коллайдер.

17.07.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику

Электроны вращаются без электрического за...

Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новый программный комплекс представили ученые ...

В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G
В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G

Уникальные фильтры для импульсной терагер...

Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет
Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет

Физическая модель, которая описывает взаимодей...

Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики
Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики

Новый метод синтеза производных пирролизидина ...

Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела
Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела

Термоэлектрический материал, который можно исп...

В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС
В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС

Первый российский комплект интегральных схем д...

Physical Review C: Синтезирован новый изотоп плутония
Physical Review C: Синтезирован новый изотоп плутония

Физики из Китая выяснили, что период...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Регистрация сми на IV конгресс молодых ученых продлевается до 6 ноября
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
На старт! Внимание! MITEX!
Пироговская олимпиада для школьников по химии и биологии