Muon Collider

Mionový srážeč je třída projektů pro vysokoenergetické srážející se paprsky mionů (μ + μ − ). Experimenty s urychlovačem mionů byly poprvé navrženy na počátku 70. let 20. století A. N. Skrinským [1] a D. Neufferem [2] [3] .

Dosavadní experimenty ve fyzice elementárních částic na srážejících se svazcích využívají srážky elektron-pozitron, neboli proton-proton, proton-antiproton. (Srážky iontových paprsků byly na urychlovačích ISR , RHIC , LHC použity především ke studiu struktury jader.) e + e − srážky jsou velmi „čisté“, jelikož elektrony nemají vnitřní strukturu, jedná se o základní částice . Produkce ultravysokých energií je však omezena obrovskými ztrátami v důsledku synchrotronového záření v cyklických urychlovačích, ztráty rostou úměrně γ ​​4 . Miony mají stejné vlastnosti jako elektrony, ale jsou 207krát těžší, což eliminuje problém ztrát zářením [4] .

Hlavní překážkou pro použití mionů je jejich krátká životnost, 2 μs v jejich vlastním referenčním rámci. Životnost lze výrazně zvýšit rychlým urychlením částic na ultrarelativistické energie. Schematický diagram komplexu akcelerátoru obsahuje [3] [5] :

  1. intenzivní urychlovač protonového svazku s vysokou opakovací frekvencí;
  2. terč vyrobený z látky s těžkým jádrem, které přijímá vysoký výkon (například kapalná rtuť ), aby se získal sekundární paprsek pionů ;
  3. rozpadový kanál, kde se piony rozpadají na miony;
  4. sekce rychlého chlazení pro získání malé emise ;
  5. vysokoenergetický urychlovač ;
  6. urychlovací prstence.

V současné době se zvažují různé projekty pro energie v rozsahu od 120 GeV [5] pro studium Higgsova bosonu až po 3 TeV ve svazku [6] jako alternativa k projektům lineárních urychlovačů ILC a CLIC . Probíhají experimenty na chlazení sekundárního mionového paprsku ( MICE experiment , Muon Ionization Cooling Experiment).

Viz také

Poznámky

  1. ↑ μ + μ − Možnosti , Morgesův seminář 1971 – Intersecting Storage Rings v Novosibirsku, AN Skrinskij.
  2. ↑ Úvod do studijní skupiny mionových urychlovačů . Získáno 2. prosince 2018. Archivováno z originálu 22. ledna 2021.
  3. ↑ 1 2 Design mionového urychlovače s vysokou svítivostí Archivováno 23. června 2019 na Wayback Machine , Robert Palmer , Juan Gallardo, Proc. LINAC-96, str. 887.
  4. ↑ Proč mionový urychlovač? Mary Anne Cummings.
  5. ↑ 1 2 A Muon Collider as a Higgs Facoty Archived 18 June 2019 at Wayback Machine , D. Neuffer et al., Proc. IPAC'2013, Šanghaj, Čína, s. 1472.
  6. ↑ Design 6 TeV Muon Collider Archivováno 4. prosince 2018 na Wayback Machine , MH. Wang a kol., Proč IPAC'15, Richmond, USA, str. 2226.