Um passo a mais para criar o acelerador de partículas mais poderoso
Cortesia: Imperial College LondonOs cientistas demonstraram a tecnologia chave na criação da próxima geração de aceleradores de partículas de alta energia.Os aceleradores de partículas são usados para estudar a composição de substâncias em colisores, como o Large Hadron Collider, bem como para analisar a estrutura química dos medicamentos, tratar o câncer e fazer microarranjos de silício.Até agora, as partículas aceleradas eram prótons, elétrons e íons em feixes concentrados. No entanto, uma equipe internacional chamada colaboração do MICE (Muon Ionization Cooling Experiment), que inclui pesquisadores do Imperial College London, criou um feixe de múon.Os múons são partículas semelhantes aos elétrons, mas com uma massa muito maior. Isso significa que eles podem ser usados para criar vigas com uma energia dez vezes maior que a do Large Hadron Collider.Os múons também podem ser usados para estudar a estrutura atômica dos materiais, como um catalisador para a fusão nuclear, e para ver através de materiais realmente densos onde os raios X não podem penetrar.Sucesso decisivo na etapa
O MICE anunciou um resultado bem-sucedido na criação de um feixe de múon - levando os múons a um volume pequeno o suficiente para aumentar a probabilidade de colisões. Os resultados são publicados na revista Nature.O experimento foi conduzido usando a linha de feixes de múons MICE no ISIS Neutron e no Muon Beam Council (STFC) no campus de Harwell, no Reino Unido.O professor Ken Long, da Faculdade de Física da Universidade Imperial, atua como representante do experimento. Ele disse: "O entusiasmo, a dedicação e o intenso trabalho internacional, bem como o excelente apoio da equipe de laboratório do STFC e de institutos de todo o mundo, tornaram possível essa descoberta que mudou o jogo".Os múons são formados quando um feixe de prótons atinge um alvo. Então, os múons podem ser separados dos fragmentos formados no alvo e direcionados através de uma série de lentes magnéticas. Os múons coletados formam uma nuvem dispersa; portanto, quando se trata de colisões, a probabilidade de colidirem entre si e criar fenômenos físicos interessantes é muito pequena.Para tornar a nuvem menos dispersa, é usado um processo chamado resfriamento por feixe. Envolve a convergência dos múons e seu movimento em uma direção. No entanto, até agora, as lentes magnéticas só podiam aproximar os múons ou fazê-los se mover em uma direção, mas não simultaneamente.Resfriamento de Muon
Durante o trabalho de colaboração com ratos, um método completamente novo para resolver esse problema único foi testado - o resfriamento de múons passando-os por materiais absorventes de energia especialmente desenvolvidos. Isso foi feito quando o feixe foi muito bem focado por lentes magnéticas supercondutoras poderosas.Após o resfriamento do feixe em uma nuvem mais densa, os múons podem ser acelerados por um acelerador de partículas convencional na direção exata, o que torna a colisão dos múons muito mais provável. Além disso, múons frios podem ser desacelerados para que seus produtos de decomposição possam ser estudados.Dr. Chris Rogers, do ISIS da STFC, explicou: “O MICE demonstrou uma maneira completamente nova de comprimir um feixe de partículas em um volume menor. Essa técnica é necessária para criar um colisor de múons bem-sucedido que possa até superar o Large Hadron Collider. "Oartigo" Demonstração de resfriamento pelo Muon Ionization Cooling Experiment "foi publicado na revista Nature.Leia mais artigos no meu canal Telegram Quant (@proquantum)
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