Muon Collider

Myonkollideren är en klass av projekt för högenergikolliderande myonstrålar ( μ + μ − ). Muonkolliderexperiment föreslogs först i början av 1970-talet av A. N. Skrinsky [1] och D. Neuffer [2] [3] .

Hittills använder experiment i elementarpartiklars fysik på kolliderande strålar elektron-positronkollisioner, eller proton-proton, proton-antiproton. (Kollisioner av jonstrålar användes vid ISR , RHIC , LHC -kolliderarna främst för att studera kärnornas struktur.) e + e − kollisioner är mycket "rena", eftersom elektroner inte har en inre struktur, de är fundamentala partiklar . Men att erhålla ultrahöga energier begränsas av enorma förluster på grund av synkrotronstrålning i cykliska acceleratorer, förlusterna ökar i proportion till γ 4. Muoner har samma egenskaper som elektroner, men är 207 gånger tyngre, vilket eliminerar problemet med strålningsförluster [4] .

Det främsta hindret för användningen av myoner är deras korta livslängd, 2 μs i sin egen referensram. Livslängden kan ökas avsevärt genom att snabbt accelerera partiklar till ultrarelativistiska energier. Det schematiska diagrammet över acceleratorkomplexet inkluderar [3] [5] :

  1. en intensiv protonstråleaccelerator med hög repetitionshastighet;
  2. ett mål tillverkat av ett ämne med en tung kärna som får hög effekt (till exempel flytande kvicksilver ), för att erhålla en sekundär pionstråle ;
  3. en sönderfallskanal där pioner sönderfaller till myoner;
  4. snabbkylningssektion för att erhålla en liten emittans ;
  5. högenergiaccelerator ;
  6. kolliderarringar.

Olika projekt övervägs för närvarande för energier från 120 GeV [5] för att studera Higgs-bosonen till 3 TeV i en stråle [6] som ett alternativ till ILC- och CLIC- linjärkolliderprojekten . Experiment pågår för att kyla den sekundära myonstrålen ( MICE experiment , Muon Ionization Cooling Experiment).

Se även

Anteckningar

  1. ↑ μ + μ − Possibilities , Morges Seminar 1971 - Intersecting Storage Rings at Novosibirsk, AN Skrinsky.
  2. ↑ Introduktion till Muon Collider Study Group . Hämtad 2 december 2018. Arkiverad från originalet 22 januari 2021.
  3. ↑ 1 2 High Luminosity Muon Collider Design Arkiverad 23 juni 2019 på Wayback Machine , Robert Palmer , Juan Gallardo, Proc. LINAC-96, s. 887.
  4. ↑ Varför en myonkolliderar? Mary Anne Cummings.
  5. ↑ 1 2 A Muon Collider as a Higgs Facoty Arkiverad 18 juni 2019 på Wayback Machine , D. Neuffer et al., Proc. IPAC'2013, Shanghai, Kina, s.1472.
  6. ↑ Design av en 6 TeV Muon Collider Arkiverad 4 december 2018 på Wayback Machine , MH. Wang et al., Proc IPAC'15, Richmond, USA, s. 2226.