Un pas de plus vers la création de l'accélérateur de particules le plus puissant
Gracieuseté: Imperial College London Lesscientifiques ont démontré une technologie clé dans la création de la prochaine génération d'accélérateurs de particules à haute énergie.Les accélérateurs de particules sont utilisés pour étudier la composition des substances dans les collisionneurs, comme le Grand collisionneur de hadrons, ainsi que pour analyser la structure chimique des médicaments, traiter le cancer et fabriquer des microréseaux de silicium.Jusqu'à présent, les protons, les électrons et les ions dans les faisceaux concentrés étaient des particules accélérées. Cependant, une équipe internationale appelée collaboration Muice Ionization Cooling Experiment (MICE), qui comprend des chercheurs de l'Imperial College de Londres, a créé un faisceau de muons.Les muons sont des particules similaires aux électrons, mais avec une masse beaucoup plus grande. Cela signifie qu'ils peuvent être utilisés pour créer des faisceaux avec une énergie dix fois supérieure à celle du Grand collisionneur de hadrons.Les muons peuvent également être utilisés pour étudier la structure atomique des matériaux, en tant que catalyseur de la fusion nucléaire, et afin de voir à travers des matériaux vraiment denses où les rayons X ne peuvent pas pénétrer.Succès décisif
Le MICE a annoncé un résultat positif dans la création d'un faisceau de muons - conduisant les muons dans un volume suffisamment petit pour rendre les collisions plus probables. Les résultats sont publiés dans la revue Nature.L'expérience a été menée en utilisant la ligne de faisceau de muons MICE au ISIS Neutron and Muon Beam Council (STFC) sur le campus de Harwell au Royaume-Uni.Le professeur Ken Long, de la Faculté de physique de l'Université impériale, agit en tant que représentant de l'expérience. Il a déclaré: «L'enthousiasme, le dévouement et le travail international intense, ainsi que le soutien exceptionnel du personnel de laboratoire du STFC et des instituts du monde entier, ont permis à cette percée de changer le jeu.»Les muons se forment lorsqu'un faisceau de protons frappe une cible. Ensuite, les muons peuvent être séparés des fragments formés sur la cible et dirigés à travers une série de lentilles magnétiques. Les muons collectés forment un nuage dispersé, donc quand il s'agit de collisions, la probabilité qu'ils entrent en collision les uns avec les autres et créent des phénomènes physiques intéressants est très faible.Pour rendre le nuage moins dispersé, un processus appelé refroidissement par faisceau est utilisé. Elle implique la convergence des muons et leur mouvement dans une direction. Cependant, jusqu'à présent, les lentilles magnétiques ne pouvaient que rapprocher les muons les uns des autres ou les faire bouger dans une direction, mais pas simultanément.Refroidissement des muons
Au cours des travaux de collaboration avec Mice, une toute nouvelle méthode pour résoudre ce problème unique a été testée: refroidir les muons en les faisant passer à travers des matériaux absorbant l'énergie spécialement développés. Cela a été fait lorsque le faisceau était très étroitement focalisé par de puissantes lentilles magnétiques supraconductrices.Après avoir refroidi le faisceau dans un nuage plus dense, les muons peuvent être accélérés par un accélérateur de particules conventionnel dans la direction exacte, ce qui rend la collision des muons beaucoup plus probable. De plus, les muons froids peuvent être ralentis afin d'étudier leurs produits de désintégration.Le Dr Chris Rogers de l’ISIS du STFC a expliqué: «MICE a démontré une toute nouvelle façon de compresser un faisceau de particules dans un volume plus petit. Cette technique est nécessaire pour créer un collisionneur de muons réussi qui pourrait même dépasser le grand collisionneur de hadrons. "L'article" Démonstration du refroidissement par l'expérience de refroidissement par ionisation des muons "a été publié dans la revue Nature.Lire plus d'articles sur mon canal Telegram Quant (@proquantum)
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Source: https://habr.com/ru/post/undefined/
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