Как известно из курса физики, мюоны — тяжёлые и нестабильные частицы, похожие на электроны. Они живут всего несколько миллионных долей секунды, но их изучение важно для физики.
Оно помогает проверять Стандартную модель и искать явления за её пределами
Эксперимент Muon g-2 наводит на мысль о существовании пятой фундаментальной силы. Однако раньше получить мюоны было сложно и дорого: требовались громоздкие ускорители протонов.
Теперь китайские исследователи предложили новый способ. Они используют ультракороткий импульс мощного лазера для генерации мюонов. По данным nature, эффективность этого метода достигает 0,01 мюона на каждый падающий электрон. Это прорыв в лазерных технологиях.
Суть эксперимента проста: лазер ускоряет электроны, которые затем сталкиваются с мишенью. В результате появляются мюоны и другие частицы — гамма-излучение, нейтроны и электроны. Чтобы выделить мюоны, учёные измеряли время их жизни до распада. У мюонов оно составляет 2,2 микросекунды. Это уникальный «отпечаток», который позволяет точно их распознать.
Результаты подтвердили, что команда создала источник мюонов в лазерной лаборатории. Новая методика может генерировать до 10 миллионов мюонов за один импульс, а в будущем — до тысячи в секунду.
Это открытие меняет правила игры
Теперь мюонные исследования доступны даже небольшим лабораториям без гигантских ускорителей. Это важно для мюонной радиографии, спектроскопии и других направлений. В будущем учёные продолжат изучать свойства мюонов и применять их в новых экспериментах.