Revolución en la física de partículas: ¡los investigadores de Heidelberg persiguen nuevas desintegraciones!

Revolución en la física de partículas: ¡los investigadores de Heidelberg persiguen nuevas desintegraciones!

La física de partículas se enfrenta a una fase apasionante, ya que el experimento Mu3e en el Instituto Paul Scherrer cuenta ahora con un segundo período de financiación. Los físicos de Heidelberg participan de manera importante en este innovador proyecto de investigación, cuyo objetivo es profundizar en las leyes fundamentales de la física.

Un objetivo central del experimento Mu3e es investigar la desintegración de antimuones en un electrón y dos positrones. Un proceso así es extremadamente improbable en el modelo estándar de física de partículas porque cambia el número de leptones. Sin embargo, según las teorías actuales, incluidas las de la supersimetría, esta decadencia puede ocurrir con más frecuencia de lo que se pensaba anteriormente. Los investigadores pretenden analizar más de 10^16 desintegraciones de muones para recopilar datos valiosos sobre estos raros eventos.

Avances tecnológicos

Los científicos de Heidelberg han logrado avances innovadores en el desarrollo de tecnologías de detectores que son esenciales para el experimento Mu3e. Bajo la dirección del profesor Schöning, en el Instituto de Física se desarrolló un detector de píxeles de silicio ultrafino que registra las partículas de descomposición con gran precisión. Además, en el Instituto Kirchhoff de Física se diseñó un detector altamente desarrollado para el registro rápido del tiempo con una resolución temporal de menos de 100 picosegundos.

Para garantizar una alta sensibilidad en la búsqueda de desintegraciones no detectadas previamente, se utilizan las últimas tecnologías en la instrumentación del detector de partículas. El detector tiene una resolución espacial superior a 200 μm, una resolución temporal inferior a 100 ps y una resolución energética superior a 0,5 MeV para los electrones individuales. Esto es posible gracias al uso de detectores semiconductores y fibras centelleadoras, que permiten medir con precisión las desintegraciones.

Los resultados de la financiación de Rolls

Con los fondos aprobados, ahora se puede completar el experimento Mu3e y la estructura se puede implementar por completo. Se esperan los primeros datos del experimento para 2026, y la recopilación completa de datos debería estar habilitada a más tardar en 2028. Esto significa que los científicos podrán detectar la descomposición o poner un límite superior de 10 ^ (-16) a la probabilidad de descomposición, una mejora 10.000 veces mayor en comparación con experimentos anteriores.

Además, la financiación también incluirá fondos para el trabajo de desarrollo de una segunda etapa de expansión del experimento, que está previsto que comience alrededor de 2030. El experimento Mu3e tiene el potencial no sólo de probar las teorías existentes de la física de partículas, sino también de investigar nuevas partículas claras del sector oscuro, como los fotones oscuros. Al generar el haz de muones más intenso del mundo, se realizará un análisis de dos mil millones de desintegraciones por segundo, lo cual es de enorme importancia para una investigación económica y fructífera.

La actividad de investigación y desarrollo en curso dentro del experimento Mu3e no sólo ofrece nuevas perspectivas para la física de partículas, sino también una perspectiva prometedora para la ciencia futura. físico de heidelberg y socios internacionales como la Universidad de Mainz, el Instituto Tecnológico de Karlsruhe e instituciones de Gran Bretaña y Suiza desempeñan un papel crucial. mu3e Por lo tanto, es seguido con gran interés tanto por la comunidad investigadora como por el público en general.