Muon Collider

A müonütköztető a nagy energiájú ütköző müonnyalábok (μ + μ − ) projektek osztálya. A müonütköztetős kísérleteket először az 1970-es évek elején A. N. Skrinsky [1] és D. Neuffer [2] [3] javasolta .

A mai napig az elemi részecskék fizikájával kapcsolatos kísérletek ütköző nyalábokon elektron-pozitron ütközéseket, vagy proton-proton, proton-antiproton ütközéseket alkalmaznak. (Az ISR , RHIC , LHC ütköztetőknél elsősorban az atommagok szerkezetének tanulmányozására használták az ionnyaláb ütközéseket .) Az e + e − ütközések nagyon „tiszták”, mivel az elektronoknak nincs belső szerkezetük, alapvető részecskék . Az ultranagy energiák elérését azonban korlátozzák a ciklikus gyorsítókban a szinkrotron sugárzás miatti hatalmas veszteségek, a veszteségek γ 4 arányában nőnek.. A müonok ugyanolyan tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az elektronok, de 207-szer nehezebbek, ami kiküszöböli a sugárzási veszteségek problémáját [4] .

A müonok használatának fő akadálya rövid élettartamuk, saját vonatkoztatási rendszerükben 2 μs. Az élettartam jelentősen megnövelhető, ha a részecskéket gyorsan ultrarelativisztikus energiává gyorsítják. A gyorsítókomplexum sematikus diagramja a következőket tartalmazza: [3] [5] :

  1. intenzív protonsugár-gyorsító nagy ismétlési sebességgel;
  2. nehéz maggal rendelkező anyagból készült céltárgy, amely nagy teljesítményt kap (például folyékony higany ), egy másodlagos pionsugár előállítására ;
  3. egy bomlási csatorna, ahol a pionok müonokká bomlanak;
  4. gyors hűtési szakasz a kis kibocsátás eléréséhez ;
  5. nagy energiájú gyorsító ;
  6. ütközőgyűrűk.

Jelenleg különféle projekteket fontolgatnak a 120 GeV-tól [5] a Higgs-bozon tanulmányozására szolgáló 3 TeV-ig terjedő sugárnyalábig [6] az ILC és CLIC lineáris ütköztető projektek alternatívájaként . Kísérletek folynak a másodlagos müonnyaláb hűtésére ( MICE experiment , Muon Ionization Cooling Experiment).

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ μ + μ − Lehetőségek , Morges Szeminárium 1971 - Metsző tárológyűrűk Novoszibirszkben, AN Skrinsky.
  2. ↑ A Muon Collider Study Group bemutatása . Letöltve: 2018. december 2. Az eredetiből archiválva : 2021. január 22.
  3. ↑ 1 2 High Luminosity Muon Collider Design Archiválva : 2019. június 23., a Wayback Machine , Robert Palmer , Juan Gallardo, Proc. LINAC-96, 887. o.
  4. ↑ Miért a müonütköztető? Mary Anne Cummings.
  5. ↑ 1 2 A Muon Collider as a Higgs Facoty archiválva : 2019. június 18., a Wayback Machine , D. Neuffer et al., Proc. IPAC'2013, Sanghaj, Kína, 1472. o.
  6. ↑ 6 TeV-es Muon Collider tervezése Archiválva : 2018. december 4., a Wayback Machine , MH. Wang és munkatársai, Proc IPAC'15, Richmond, USA, 2226. o.