Международная команда исследователей успешно протестировала ключевую технологию для создания высокоэнергетического ускорителя частиц следующего поколения.
Ускорители частиц используются для определения состава материи в коллайдерах, измерения химической структуры веществ, лечения рака и изготовления кремниевых микрочипов. До сих пор в них разгоняли протоны, электроны и ионы, но недавно группа физиков провела эксперимент по созданию пучка мюонов, использование которых позволит добиться энергии сталкивающихся частиц в десять раз большей, чем в Большом адронном коллайдере.
Для этого ученые сначала выстреливают пучком протонов в цель, в результате чего они разбиваются на осколки, среди которых есть мюоны. Их отделяют от других частиц и пропускают через серию магнитных линз. Однако собранные мюоны образуют рассеянное облако, поэтому шансы на то, что они столкнутся друг с другом при ускорении и вызовут интересные физические явления, остаются низки.
Для того чтобы сделать это облако менее диффузным, используется процесс, называемый охлаждением пучка, который предполагает сближение мюонов и движение в одном направлении. Проблема в том, что до сих пор магнитные линзы могли только сближать мюоны или заставлять их двигаться в одном направлении, но не обе функции одновременно.
Физики эту решили задачу, охладив мюоны и пропустив их через специально разработанные энергопоглощающие материалы, когда луч был очень плотно сфокусирован мощными сверхпроводящими магнитными линзами.
После уплотнения облака мюонов, их можно разгонять с помощью обычного ускорителя частиц. Кроме того, холодные мюоны могут быть замедлены, что позволяет изучать продукты их распада.
Ранее мы также сообщали о том, что физики на шаг приблизились к созданию гамма-лазера.
текст: Илья Бауэр, фото: Imperial College London
