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沐鸣平台登陆线路一个叫做介子的阻碍粒子碰撞的屏障被打破了

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从质子到电子再到原子核,物理学家们喜欢把微小的物体撞在一起。很快,他们可能会有更好的方式来获得他们的乐趣。
 
一项新的实验为制造一种粒子加速器带来了希望,这种粒子加速器可以碰撞称为介子的粒子,从而产生比以往任何设计都要高的能量碰撞。2月5日,沐鸣平台登陆线路《自然》杂志在线版报道,通过介子电离冷却实验(小鼠),科学家们已经冷却了一束介子,这是准备粒子在对撞机中使用的必要部分。
 
为了从最基本的层面研究物质,物理学家们以高能量将粒子击碎并过滤掉碎片。该策略揭示了此前未知的粒子,如2012年在日内瓦附近的欧洲核子研究中心的大型强子对撞机中发现的希格斯玻色子(SN: 4/4/12)。
 
27公里的对撞机已经是有史以来最大的机器了。为了继续寻找新的粒子,科学家必须使用更高的能量。碰撞的能量越高,科学家就能发现越重的粒子。获得更高的能量需要更强大的加速器。因此,科学家们正在计划更大、更糟、更贵的现有对撞机(SN: 1/22/19)。
 
但是像大型强子对撞机这样将质子撞在一起的对撞机有一个主要的缺点:质子是由称为夸克的更小的粒子组成的,每一个夸克只携带质子能量的一小部分。这意味着每一次粒子碰撞所产生的能量更少。像介子这样的基本粒子的碰撞,不是由更小的粒子构成的,没有这个问题。
 
一些对撞机通过将电子和它们的反物质——正电子撞在一起来解决质子问题。但这些机器也有一个缺点:电子和正电子通过喷射x射线失去围绕在加速环上的能量。这些被称为同步辐射的射线对介子这样的重粒子来说不那么重要,它们的质量大约是电子的200倍,允许介子达到更高的能量。
 
但碰撞介子绝非易事。为了制造介子,科学家们将一束质子轰击到目标上,沐鸣平台登陆线路制造出其他衰变并产生介子的粒子。这些介子以各种不同的能量和方向出现。要在对撞机中使用粒子,它们必须被冷却,或者引导成有序的结构,就像冷却气体会减少原子的无序运动一样。
 
子束装置
 
为了制造介子,科学家们将一束质子轰击到如图所示的装置中。
 
STFC
 
没有这种冷却,当两束粒子交叉时,μ子就不会碰撞。英国迪科特卢瑟福阿普尔顿实验室的物理学家克里斯·罗杰斯说:“光束太过分散,介子彼此错过了。”现在,罗杰斯和他的同事首次证明了介子冷却。
 
介子在大约百万分之二秒内衰变为其他粒子。因此,“找到一种快速冷却这些介子的有效方法是非常、非常重要的,”意大利国家核物理研究所的物理学家纳迪亚·派斯托内(Nadia Pastrone)说,他没有参与这项工作。
 
为了实现快速冷却,研究人员让介子穿过材料,导致介子撞击材料原子上的电子。这会从各个方向减弱一些介子的动量。然后,沐鸣平台登陆线路研究人员利用电磁场将所有介子朝同一个方向加速。重复这个过程多次,就会产生一个合适的密度,有序的光束。
 
伊利诺伊州巴达维亚费米实验室的加速器物理学家Vladimir Shiltsev说,这种方法“可以极大地改变我们建造大型加速器的方式”。他不是老鼠的一部分。“我们现在谈论的是粒子物理学和加速器束物理学一个可能的新时代的黎明。”