世界首个μ子加速器诞生 研究团队成功实现对μ子的冷却和加速

bjylkjyxgs4个月前新闻资讯102
摘要:

近日,日本J-PARC研究中心和日本高能加速器研究机构联合发布公报称,成功进行了业内首次对μ子的冷却和加速操作,这标志着他们朝着实现世界首个μ子加速器迈进了一大步。

据了解,研究团队在J-PARC中心将一颗正电荷的正μ子减速到几乎停止(光速的0.002%)的状态,并使正μ子的方向和速度统一。这一过程被称为“冷却”。随后,施加高频电场加速正μ子,最终使其加速至光速的4%,形成方向、速度一致的高指向性正μ子束。

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μ子是一种带一个单位负电荷的基本粒子,具有极强的穿透能力,可用于大型目标物内部的无接触和无损成像。自然界中的μ子来自高能宇宙射线,在质子加速器中可以大量生成μ子。

虽然μ子的寿命只有约2微秒,如果不尽快加速,它们就会衰变。此外,μ子的质量约为电子的200倍,需要进行多级加速。研究小组计划进一步完善技术,并最终实现将其加速至光速的94%。

此项实验结果对于科学界来说具有重要意义,为未来μ子加速器的发展奠定了基础。然而,这项工作仍面临着诸多技术挑战和限制,例如如何提高设备性能以及如何控制μ子束在传输过程中的损失等问题。因此,在未来的研究中还需要进一步探索和完善相关技术。

总体而言,此次实验标志着一个新的里程碑,为科学界提供了更多探索宇宙内部结构和能量转化等领域的机会。我们期待着未来更多的科学研究能够取得突破性进展,并带来更多令人兴奋的结果。

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