Ein Schritt näher an der Entwicklung des leistungsstärksten Teilchenbeschleunigers
Mit freundlicher Genehmigung des Imperial College LondonWissenschaftler haben Schlüsseltechnologien für die Entwicklung der nächsten Generation von Hochenergie-Teilchenbeschleunigern demonstriert.Teilchenbeschleuniger werden verwendet, um die Zusammensetzung von Substanzen in Kollidern wie dem Large Hadron Collider zu untersuchen sowie die chemische Struktur von Arzneimitteln zu analysieren, Krebs zu behandeln und Silizium-Microarrays herzustellen.Bisher waren beschleunigte Teilchen Protonen, Elektronen und Ionen in konzentrierten Strahlen. Ein internationales Team namens The Muon Ionization Cooling Experiment (MICE), an dem Forscher des Imperial College London beteiligt sind, hat jedoch einen Myonenstrahl erstellt.Myonen sind Teilchen, die Elektronen ähnlich sind, aber eine viel größere Masse haben. Dies bedeutet, dass mit ihnen Strahlen erzeugt werden können, deren Energie zehnmal höher ist als die des Large Hadron Collider.Myonen können auch verwendet werden, um die Atomstruktur von Materialien als Katalysator für die Kernfusion zu untersuchen und um wirklich dichte Materialien zu durchschauen, in die Röntgenstrahlen nicht eindringen können.Entscheidender Schritt Erfolg
MICE kündigte ein erfolgreiches Ergebnis bei der Schaffung eines Myonenstrahls an, der Myonen in ein Volumen treibt, das klein genug ist, um Kollisionen wahrscheinlicher zu machen. Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.Das Experiment wurde unter Verwendung der MICE-Myonenstrahllinie beim ISIS Neutron and Muon Beam Council (STFC) auf dem Harwell-Campus in Großbritannien durchgeführt.Als Vertreter des Experiments fungiert Professor Ken Long von der Fakultät für Physik der Imperial University. Er sagte: "Die Begeisterung, das Engagement und die intensive internationale Arbeit sowie die hervorragende Unterstützung des Laborpersonals bei STFC und von Instituten auf der ganzen Welt haben diesen Durchbruch ermöglicht, der das Spiel verändert hat."Myonen entstehen, wenn ein Protonenstrahl auf ein Ziel trifft. Dann können Myonen von den auf dem Ziel gebildeten Fragmenten getrennt und durch eine Reihe magnetischer Linsen gerichtet werden. Die gesammelten Myonen bilden eine verstreute Wolke. Wenn es also zu Kollisionen kommt, ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie miteinander kollidieren und interessante physikalische Phänomene erzeugen, sehr gering.Um die Wolke weniger zu zerstreuen, wird ein Prozess verwendet, der als Strahlkühlung bezeichnet wird. Es geht um die Konvergenz von Myonen und ihre Bewegung in eine Richtung. Bisher konnten magnetische Linsen die Myonen jedoch nur näher zusammenbringen oder in eine Richtung bewegen, jedoch nicht gleichzeitig.Myon Kühlung
Während der Zusammenarbeit mit Mäusen wurde eine völlig neue Methode zur Lösung dieses einzigartigen Problems getestet - das Kühlen von Myonen durch Passieren speziell entwickelter energieabsorbierender Materialien. Dies geschah, wenn der Strahl durch starke supraleitende magnetische Linsen sehr eng fokussiert wurde.Nach dem Abkühlen des Strahls in einer dichteren Wolke können Myonen durch einen herkömmlichen Teilchenbeschleuniger in genau der Richtung beschleunigt werden, was die Kollision von Myonen viel wahrscheinlicher macht. Außerdem können kalte Myonen verlangsamt werden, damit ihre Zerfallsprodukte untersucht werden können.Dr. Chris Rogers von ISIS von STFC erklärte: „MICE hat einen völlig neuen Weg aufgezeigt, einen Partikelstrahl auf ein kleineres Volumen zu komprimieren. Diese Technik ist notwendig, um einen erfolgreichen Myon Collider zu erstellen, der sogar den Large Hadron Collider übertreffen kann. "DerArtikel" Demonstration der Kühlung durch das Muon Ionization Cooling Experiment "wurde in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.Lesen Sie weitere Artikel auf meinem Telegrammkanal Quant (@proquantum)
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Source: https://habr.com/ru/post/undefined/
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