Мюонный коллайдер
Мюонный коллайдер — класс проектов установок со встречными пучками мюонов (μ+μ−) высокой энергии. Эксперименты на мюонных коллайдерах были предложены впервые в начале 1970-х годов А. Н. Скринским[1] и D. Neuffer[2][3].
К настоящему времени эксперименты по физике элементарных частиц на встречных пучках используют электрон-позитронные столкновения, или протон-протонные, протон-антипротонные. (Столкновения пучков ионов применялись на коллайдерах ISR, RHIC, LHC в основном для изучения структуры ядер.) e+e− столкновения являются очень "чистыми", поскольку электроны не имеют внутренней структуры, являются фундаментальными частицами. Однако получение сверхвысоких энергий ограниченно огромными потерями на синхротронное излучение в циклических ускорителях, потери возрастают пропорционально γ4. Мюоны обладают такими же свойствами как электроны, но тяжелее в 207 раз, что снимает проблему потерь на излучение[4].
Основное препятствие в использовании мюонов — их малое время жизни, 2 мкс в собственной системе отсчёта. Время жизни можно значительно увеличить, если быстро ускорить частицы до ультрарелятивистских энергий. Принципиальная схема ускорительного комплекса включает в себя[3][5]:
- ускоритель интенсивного пучка протонов с высокой частотой повторений;
- мишень из вещества с тяжёлым ядром, принимающая высокую мощность (например, жидкая ртуть), для получения вторичного пучка пионов;
- распадный канал, где пионы распадаются на мюоны;
- секция быстрого охлаждения для получения малого эмиттанса;
- ускоритель высокой энергии;
- кольца коллайдера.
В настоящее время рассматриваются различные проекты на энергию от 120 ГэВ[5], для изучения бозона Хиггса, до 3 ТэВ в пучке[6], как альтернатива проектам линейных коллайдеров ILC и CLIC. Ведутся эксперименты по охлаждению вторичного пучка мюонов (эксперимент MICE[англ.], Muon Ionization Cooling Experiment).
См. также[править | править код]
Примечания[править | править код]
- ↑ μ+μ− Possibilities, Morges Seminar 1971 - Intersecting Storage Rings at Novosibirsk, A.N. Skrinsky.
- ↑ Introduction to the Muon Collider Study Group. Дата обращения: 2 декабря 2018. Архивировано 22 января 2021 года.
- ↑ 1 2 High Luminosity Muon Collider Design Архивная копия от 23 июня 2019 на Wayback Machine, Robert Palmer, Juan Gallardo, Proc. LINAC-96, p.887.
- ↑ Why a muon collider?, Mary Anne Cummings.
- ↑ 1 2 A Muon Collider as a Higgs Facoty Архивная копия от 18 июня 2019 на Wayback Machine, D. Neuffer et al., Proc. IPAC'2013, Shanghai, China, p.1472.
- ↑ Design of a 6 TeV Muon Collider Архивная копия от 4 декабря 2018 на Wayback Machine, M-H. Wang et al., Proc IPAC'15, Richmond, USA, p.2226.
Литература[править | править код]
- Particle Physicists Dream of a Muon Collider, Scientific American, 28 Aug 2023.