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μ子是一种与电子非常相似的基本粒子ღ★ღღ,但其质量是电子的200多倍ღ★ღღ。在过去十年里ღ★ღღ,人们越来越倾向于建造一台紧凑型μ子对撞机ღ★ღღ,以达到或超越大型质子和电子对撞机的能量水平单挑王破解方法ღ★ღღ,例如欧洲核子研究中心(CERN)27公里长的大型强子对撞机ღ★ღღ。
由于μ子是基本粒子ღ★ღღ,能将全部能量投入到每次碰撞中j9九游会老哥俱乐部官网ღ★ღღ,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ღ★ღღ。相比之下ღ★ღღ,质子碰撞发生在其内部夸克之间j9九游会老哥俱乐部官网ღ★ღღ。
但是加速μ子极其困难ღ★ღღ,因为它的寿命很短单挑王破解方法ღ★ღღ,在衰变为一个电子和两种中微子之前仅存在约2微秒ღ★ღღ。此外ღ★ღღ,μ子还以不同速度和方向四处移动ღ★ღღ,难以形成一束狭窄ღ★ღღ、高强度的粒子束ღ★ღღ。
研究作者ღ★ღღ、日本国家高能物理研究所粒子物理学家Shusei Kamioka表示ღ★ღღ,尽管此前已有研究人员加速过μ子ღ★ღღ,但这些粒子束“高度发散”ღ★ღღ。因此单挑王破解方法ღ★ღღ,这些粒子束无法用于灵敏测量ღ★ღღ。
为解决这一问题j9九游会老哥俱乐部官网ღ★ღღ,Kamioka及同事将一束带正电的μ子(即μ子的反物质对应物ღ★ღღ,称为反μ子)射入二氧化硅气凝胶ღ★ღღ,后者是一种海绵状材料ღ★ღღ,常用作热绝缘体ღ★ღღ。当反μ子撞击气凝胶中的电子时ღ★ღღ,会形成“μ子素”中性原子ღ★ღღ。研究人员通过激光照射这些原子ღ★ღღ,以剥离它们的电子ღ★ღღ,使其重新变回几乎静止的反μ子ღ★ღღ。
这一冷却过程使得粒子的速度和方向变得一致ღ★ღღ。紧接着ღ★ღღ,研究人员利用电场将减速的μ子加速到100千电子伏能量ღ★ღღ,从而实现接近光速4%的速度ღ★ღღ。
田纳西大学诺克斯维尔分校粒子物理学家Tova Holmes表示单挑王破解方法ღ★ღღ,这一壮举是建造μ子对撞机所需方法的“巨大进步”ღ★ღღ。该对撞机可用于进行敏锐灵敏测量ღ★ღღ,以揭示新物理现象j9九游会老哥俱乐部官网ღ★ღღ,同时相较于其他粒子对撞机更小ღ★ღღ,建造成本可能更低单挑王破解方法j9九游会老哥俱乐部官网ღ★ღღ。
尽管结果令人鼓舞ღ★ღღ,但μ子对撞机的实现之路仍然漫长ღ★ღღ。Holmes指出ღ★ღღ,该方法需要进一步扩大ღ★ღღ,以产生更加紧密和高强度的粒子束ღ★ღღ。
Kamioka表示ღ★ღღ,他和同事正在开发将μ子加速到光速94%所需的技术ღ★ღღ,并希望在2028年实现这一目标ღ★ღღ,“这是我们的下一个里程碑”ღ★ღღ。
除了构建未来对撞机ღ★ღღ,Kamioka指出ღ★ღღ,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ღ★ღღ,比如精确测量μ子的神秘磁力ღ★ღღ。已有研究显示j9九游会老哥俱乐部官网ღ★ღღ,μ子的磁力比理论预测的更强单挑王破解方法ღ★ღღ。