Un equipo internacional de investigadores, afiliado a UNIST ha logrado por primera vez demostrar el enfriamiento por ionización de los muones. Considerado como un paso importante para poder crear el acelerador de partículas más poderoso del mundo, se espera que este nuevo acelerador de muones proporcioneuna mejor comprensión de los constituyentes fundamentales de la materia.
Este avance se ha llevado a cabo mediante la colaboración del Experimento de enfriamiento por ionización de muones MICE, que incluye a muchos científicos del Reino Unido, así como al profesor Moses Chung y su equipo de investigación de la Facultad de Ciencias Naturales de UNIST. Sus hallazgos se han publicado enla versión en línea de Naturaleza el 5 de febrero de 2020.
"Hemos logrado realizar el enfriamiento por ionización de muones, uno de nuestros mayores desafíos asociados con el desarrollo de aceleradores de muones", dice el profesor Chung. "El logro de esto se considera especialmente importante, ya que podría cambiar el paradigma del desarrollo del Colisionador de Leptones que podríareemplazar la Fábrica de Neutrinos o el Gran Colisionador de Hadrones LHC. "
Los muones son partículas naturales que se generan en la atmósfera superior de la Tierra por colisiones de rayos cósmicos, por lo que se consideran un acelerador de partículas de continuación para reemplazar al LHC. Los protones, un tipo de hardon, son utilizados principalmente por el LHC yparticipan en interacciones fuertes.Los leptones, como el electrón y el muón, no están sujetos a la interacción fuerte, sino que interactúan a través de la fuerza débil.
Los muones tienen una vida útil extremadamente breve de dos millonésimas de segundo. Se producen al estrellar un haz de protones contra un objetivo. Estos muones forman una nube difusa, lo que significa que son difíciles de acelerar y hay pocas posibilidades de que ocurran.colisionando y produciendo fenómenos físicos interesantes y útiles. Para hacer que la nube sea menos difusa, se sugirió un proceso conocido como 'enfriamiento del haz'. Esto implica acercar los muones y moverlos en la misma dirección. Sin embargo, debido a la vida útil ultra corta demuones, ha sido imposible enfriar la viga con los métodos tradicionales.
Para abordar este desafío, el equipo de colaboración MICE logró canalizar muones en un volumen lo suficientemente pequeño como para poder estudiar la física en nuevos sistemas a través de un método, conocido como enfriamiento por ionización, que se sugirió previamente y se desarrolló en esquemas teóricamente operables en el1980.
Los resultados del experimento, llevado a cabo utilizando la línea de haz de muones MICE en las instalaciones del Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología STFC ISIS Neutron y Muon Beam en el campus de Harwell en el Reino Unido, muestran claramente que el volumen de espacio de fase ocupabamediante el haz de muones se puede controlar mediante el enfriamiento por ionización, como predice la teoría.
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan UNIST . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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