Dalelių fizikos revoliucija: Heidelbergo mokslininkai siekia naujų skilimų!

Dalelių fizikos revoliucija: Heidelbergo mokslininkai siekia naujų skilimų!

Dalelių fizikos laukia įdomus etapas, nes Mu3e eksperimentas Paulo Scherrer institute dabar remiamas antruoju finansavimo laikotarpiu. Heidelbergo fizikai yra labai įsitraukę į šį novatorišką mokslinių tyrimų projektą, kurio tikslas – įgyti gilesnių įžvalgų apie pagrindinius fizikos dėsnius.

Pagrindinis Mu3e eksperimento tikslas yra ištirti antimuonų skilimą į vieną elektroną ir du pozitronus. Toks procesas yra labai mažai tikėtinas standartiniame dalelių fizikos modelyje, nes keičia leptono skaičių. Tačiau pagal dabartines teorijas, įskaitant supersimetrijos teorijas, šis skilimas gali įvykti dažniau, nei manyta anksčiau. Tyrėjai ketina išanalizuoti daugiau nei 10^16 miuonų skilimo, kad surinktų vertingų duomenų apie šiuos retus įvykius.

Technologijų pažanga

Heidelbergo mokslininkai padarė novatorišką pažangą kurdami detektorių technologijas, kurios yra būtinos Mu3e eksperimentui. Prof. Schöningo vadovaujamame Fizikos institute buvo sukurtas itin plonas silicio pikselių detektorius, kuris labai tiksliai fiksuoja irimo daleles. Be to, Kirchhoff fizikos institute buvo sukurtas labai išvystytas detektorius greitam laiko įrašymui, kurio laiko skiriamoji geba yra mažesnė nei 100 pikosekundžių.

Siekiant užtikrinti didelį jautrumą ieškant anksčiau neaptikto skilimo, dalelių detektoriaus prietaisuose naudojamos naujausios technologijos. Detektoriaus erdvinė skiriamoji geba yra geresnė nei 200 μm, laikinoji skiriamoji geba mažesnė nei 100 ps, ​​o atskirų elektronų energijos skiriamoji geba yra geresnė nei 0,5 MeV. Tai įmanoma naudojant puslaidininkinius detektorius ir scintiliatoriaus skaidulas, kurios leidžia tiksliai išmatuoti skilimą.

„The Rolls“ finansavimo rezultatai

Turint patvirtintas lėšas, Mu3e eksperimentas dabar gali būti baigtas ir struktūra gali būti visiškai įgyvendinta. Pirmieji eksperimento duomenys turėtų būti pateikti 2026 m., o pilnas duomenų rinkimas turėtų būti įgalintas vėliausiai iki 2028 m. Tai reiškia, kad mokslininkai galės aptikti irimą arba nustatyti viršutinę 10^(-16) skilimo tikimybės ribą, o tai 10 000 kartų pagerėjimas, palyginti su ankstesniais eksperimentais.

Be to, į finansavimą taip pat bus įtrauktos lėšos, skirtos antrojo eksperimento išplėtimo etapo, kuris turėtų prasidėti maždaug 2030 m., kūrimo darbams. Mu3e eksperimentas gali ne tik išbandyti esamas dalelių fizikos teorijas, bet ir ištirti naujas šviesaus tamsaus sektoriaus daleles, tokias kaip tamsieji fotonai. Sukūrus intensyviausią pasaulyje miuonų spindulį, bus atlikta dviejų milijardų skilimų per sekundę analizė, kuri yra nepaprastai svarbi ekonominiams ir vaisingiems tyrimams.

Vykdoma Mu3e eksperimento tyrimų ir plėtros veikla ne tik siūlo naujas dalelių fizikos perspektyvas, bet ir perspektyvias ateities mokslo perspektyvas. Heidelbergo fizikas ir tarptautiniai partneriai, tokie kaip Mainco universitetas, Karlsrūhės technologijos institutas ir Didžiosios Britanijos bei Šveicarijos institucijos, vaidina lemiamą vaidmenį. Mu3e todėl jį su dideliu susidomėjimu stebi tiek mokslininkų bendruomenė, tiek platesnė visuomenė.