Owe cząstki elementarne wykazują wiele właściwości typowych dla elektronów, choć są od nich zdecydowanie masywniejsze. Są składnikiem wtórnego promieniowania kosmicznego, a już niedługo poznawanie ich sekretów powinno stać się łatwiejsze niż dotychczas. Wszystko dzięki członkom zespołu MICE, którzy zaprezentowali swój pomysł na łamach Nature Physics.
Czytaj też: To najbardziej zagadkowa cząstka w fizyce. Za jej badanie zabrał się Wielki Zderzacz Hadronów
Akceleratory, z Wielkim Zderzaczem Hadronów na czele, działają na zasadzie rozpędzania cząstek do ogromnych prędkości. Kiedy dochodzi do zderzeń między nimi, dzieje się cała magia. Analizując dane zebrane za sprawą tych kolizji naukowcy mogą lepiej zrozumieć prawa rządzące podstawowymi elementami budulcowymi materii, a także zgłębiać sekret sił napędzających to, co dzieje się we wszechświecie.
Oczywiście realizacja takich przedsięwzięć, tj. budowa akceleratorów, nie należy do łatwych, a przede wszystkim tanich, zadań. Poza tym urządzenia te zajmują ogromną powierzchnię, co najlepiej ilustruje przykład Wielkiego Zderzacza Hadronów. Fizycy sugerują jednak, że użycie mionów zamiast jonów, protonów i elektronów może nie tylko obniżyć koszty budowy tych maszyn, ale i zmniejszyć ich rozmiary.
Akceleratory mionów mogłyby ułatwić prowadzenie badań poświęconych prawom rządzącym wszechświatem
Problem polegał na tym, że trudno było użyć mionów formie wiązki. Przełomowe ma być w tym kontekście chłodzenie jonizacyjne. Dzięki obniżeniu temperatury miony można łatwiej kontrolować, spowalniając ich rozpad, który w normalnych warunkach następuje po zaledwie 2,2 mikrosekundy od momentu powstania tych cząstek. Schłodzenie sprawia natomiast, że mogłyby utrzymywać się w formie wiązki przez dłuższy czas.
Do dotychczasowych sukcesów osiągniętych przez zespół MICE dołączyły nowe. To dzięki badaniom poświęconym kształtowi wiązki, które wykazały, iż chłodzenie zmniejsza przestrzeń zajmowaną przez tę wiązkę. Technika chłodzenia jonizacyjnego daje nadzieję na wielki przełom. Potwierdziły to przeprowadzone eksperymenty, których autorzy zorganizowali je na małą skalę, ale zyskali dużą dozę pewności, że jej zwiększenie da świetne efekty.
Czytaj też: Dlaczego wszechświat istnieje? Naukowcy dokonali przełomu w badaniach na ten temat
Tym sposobem to, co do niedawna wydawało się kompletnie niemożliwe, wkrótce może stać się rzeczywistością. A gra toczy się o wielką stawkę, ponieważ fizycy przewidują, jakoby akcelerator mionów mógł zapewnić nawet 10-krotnie większy zakres odkryć niż ma to miejsce w przypadku Wielkiego Zderzacza Hadronów. A wszystko to przy mniejszych nakładach energetycznych i finansowych. I choć w teorii brzmi to bardzo zachęcająco, fakty pozostają nieubłagane. Jak na razie proponowane rozwiązania funkcjonują jedynie teoretycznie, bądź na małą skalę. Ale gdyby udało się stworzyć działający system chłodzenia mionów, to stanowiłoby to wielki krok w kierunku budowy akceleratora działającego na dużą skalę.