Przyspieszone muony zbliżają nowoczesne akceleratory cząstek do rzeczywistości.

Muonu są w ruchu. W kroku w kierunku nowych typów eksperymentów fizyki cząstek, naukowcy ostudzili, a następnie przyspieszyli wiązkę muonów. Subatomowe cząstki, ciężkie kuzynki elektronów, mogłyby być przyspieszone i zderzone ze sobą w przyszłych zderzaczach cząstek w nadziei na odkrycie tajemnic fizyki. Ale najpierw naukowcy muszą znaleźć sposób, aby przyspieszyć muony. Wbrew intuicji, oznacza to najpierw zwolnienie muonów. Muony w wiązkach cząstek początkowo poruszają się we wszystkich kierunkach. Aby uczynić wiązkę nadającą się do eksperymentów, cząstki muszą najpierw zostać zwolnione, a następnie ponownie przyspieszone, wszystko w tym samym kierunku. To zwalnianie, czyli chłodzenie, zostało po raz pierwszy zademonstrowane w 2020 roku. Teraz naukowcy nie tylko schłodzili muony, ale także je przyspieszyli w eksperymencie w Japońskim Kompleksie Badań Akceleratora Protonowego, czyli J-PARC, w Tokai. Muony osiągnęły prędkość około 4 procent prędkości światła, czyli około 12 000 kilometrów na sekundę, raportują badacze 15 października na arXiv.org. Naukowcy najpierw wysłali muony do aerogelu, lekkiego materiału, który spowolnił muony i stworzył muonium, podobne do atomu połączenie dodatnio naładowanego muona i ujemnie naładowanego elektronu. Następnie laser pozbył się elektronów, pozostawiając schłodzone muony, które pola elektromagnetyczne następnie przyspieszyły. Zderzacze muonów mogłyby generować zderzenia o wyższej energii niż maszyny rozrywające protony, które same składają się z mniejszych cząstek zwanych kwarkami. Energia każdego protonu jest podzielona między jego kwarki, co oznacza, że tylko część energii idzie do zderzenia. Muony nie mają wewnętrznych składników. I są one preferowane przed elektronami, które tracą energię krążąc wokół akceleratora. Muony nie są tak dotknięte tym problemem dzięki swojej większej masie. Oprócz zderzaczy, wiązki muonów są przydatne do eksperymentów, takich jak pomiar własności magnetycznych cząstek, temat, który wprowadził w zakłopotanie fizyków.