Daļiņu fizikas revolūcija: Heidelbergas pētnieki dzenas pēc jauniem sabrukumiem!

Daļiņu fizikas revolūcija: Heidelbergas pētnieki dzenas pēc jauniem sabrukumiem!

Daļiņu fizika saskaras ar aizraujošu posmu, jo Mu3e eksperiments Pola Šerera institūtā tagad tiek atbalstīts ar otro finansēšanas periodu. Heidelbergas fiziķi ir būtiski iesaistīti šajā revolucionārajā pētniecības projektā, kura mērķis ir gūt dziļāku ieskatu fizikas pamatlikumos.

Mu3e eksperimenta galvenais mērķis ir izpētīt antimuonu sabrukšanu vienā elektronā un divos pozitronos. Daļiņu fizikas standarta modelī šāds process ir ārkārtīgi maz ticams, jo tas maina leptona skaitli. Tomēr saskaņā ar pašreizējām teorijām, tostarp supersimetrijas teorijām, šī sabrukšana var notikt biežāk, nekā tika uzskatīts iepriekš. Pētnieki plāno analizēt vairāk nekā 10 ^ 16 mionu sabrukšanas, lai savāktu vērtīgus datus par šiem retajiem notikumiem.

Tehnoloģiskie sasniegumi

Heidelbergas zinātnieki ir panākuši revolucionāru progresu detektoru tehnoloģiju izstrādē, kas ir būtiskas Mu3e eksperimentam. Fizikas institūtā prof. Šēninga vadībā tika izstrādāts īpaši plāns silīcija pikseļu detektors, kas fiksē sabrukšanas daļiņas ar augstu precizitāti. Turklāt Kirchhoff Fizikas institūtā tika izstrādāts augsti attīstīts detektors ātrai laika ierakstīšanai ar laika izšķirtspēju, kas mazāka par 100 pikosekundēm.

Lai nodrošinātu augstu jutību iepriekš neatklātas sabrukšanas meklējumos, daļiņu detektora instrumentācijā tiek izmantotas jaunākās tehnoloģijas. Detektora telpiskā izšķirtspēja ir labāka par 200 μm, laika izšķirtspēja ir mazāka par 100 ps un enerģijas izšķirtspēja ir labāka par 0,5 MeV atsevišķiem elektroniem. Tas ir iespējams, izmantojot pusvadītāju detektorus un scintilatora šķiedras, kas ļauj precīzi izmērīt samazinājumu.

Rolls finansēšanas rezultāti

Ar apstiprinātajiem līdzekļiem tagad var pabeigt Mu3e eksperimentu un pilnībā īstenot struktūru. Pirmie dati no eksperimenta ir gaidāmi 2026. gadā, un pilnīgai datu apkopošanai vajadzētu būt iespējotai vēlākais līdz 2028. gadam. Tas nozīmē, ka zinātnieki varēs noteikt sabrukšanu vai noteikt sabrukšanas varbūtības augšējo robežu 10 ^ (-16), kas ir 10 000 reižu uzlabojums salīdzinājumā ar iepriekšējiem eksperimentiem.

Turklāt finansējumā tiks iekļauti arī līdzekļi izstrādes darbam eksperimenta otrajā paplašināšanas posmā, kuru plānots sākt aptuveni 2030. gadā. Mu3e eksperiments var ne tikai pārbaudīt esošās daļiņu fizikas teorijas, bet arī izpētīt jaunas, gaiši tumšā sektora daļiņas, piemēram, tumšos fotonus. Radot pasaulē visintensīvāko mionu staru kūli, tiks veikta divu miljardu sabrukšanas analīze sekundē, kas ir ārkārtīgi svarīga ekonomiskai un auglīgai pētniecībai.

Pašreizējā pētniecības un izstrādes darbība Mu3e eksperimenta ietvaros piedāvā ne tikai jaunas perspektīvas daļiņu fizikā, bet arī daudzsološu perspektīvu nākotnes zinātnei. Heidelbergas fiziķis un starptautiskiem partneriem, piemēram, Maincas Universitātei, Karlsrūes Tehnoloģiju institūtam un Lielbritānijas un Šveices iestādēm, ir izšķiroša nozīme. Mu3e tādēļ tam ar lielu interesi seko gan pētnieku aprindas, gan plašāka sabiedrība.