Revoluție în fizica particulelor: cercetătorii de la Heidelberg urmăresc noi dezintegrari!

Revoluție în fizica particulelor: cercetătorii de la Heidelberg urmăresc noi dezintegrari!

Fizica particulelor se confruntă cu o fază interesantă, deoarece experimentul Mu3e de la Institutul Paul Scherrer este acum susținut cu o a doua perioadă de finanțare. Fizicienii de la Heidelberg sunt implicați în mod semnificativ în acest proiect de cercetare revoluționar, care își propune să obțină o perspectivă mai profundă asupra legilor fundamentale ale fizicii.

Un obiectiv central al experimentului Mu3e este de a investiga dezintegrarea antimuonilor într-un electron și doi pozitroni. Un astfel de proces este extrem de puțin probabil în Modelul standard al fizicii particulelor, deoarece modifică numărul leptonilor. Cu toate acestea, conform teoriilor actuale, inclusiv cele din supersimetrie, această dezintegrare poate apărea mai frecvent decât se credea anterior. Cercetătorii intenționează să analizeze mai mult de 10^16 dezintegrari de muoni pentru a colecta date valoroase despre aceste evenimente rare.

Progrese tehnologice

Oamenii de știință de la Heidelberg au făcut progrese inovatoare în dezvoltarea tehnologiilor de detectare care sunt esențiale pentru experimentul Mu3e. Un detector de pixeli de siliciu ultra-subțire a fost dezvoltat la Institutul de Fizică sub conducerea Prof. Schöning, care înregistrează particulele de degradare cu mare precizie. În plus, la Institutul de Fizică Kirchhoff a fost proiectat un detector foarte dezvoltat pentru înregistrarea rapidă a timpului, cu o rezoluție în timp de mai puțin de 100 de picosecunde.

Pentru a asigura o sensibilitate ridicată în căutarea dezintegrarii nedetectate anterior, în instrumentarea detectorului de particule sunt utilizate cele mai noi tehnologii. Detectorul are o rezoluție spațială mai bună de 200 μm, o rezoluție temporală mai mică de 100 ps și o rezoluție energetică mai bună de 0,5 MeV pentru electronii individuali. Acest lucru este posibil prin utilizarea detectorilor cu semiconductori și a fibrelor scintilatoare, care permit măsurarea precisă a dezintegrarilor.

Rezultatele Rolls ale finanțării

Cu fondurile aprobate, experimentul Mu3e poate fi acum finalizat, iar structura poate fi implementată pe deplin. Primele date din experiment sunt așteptate în 2026, iar colectarea completă a datelor ar trebui să fie activată până în 2028 cel târziu. Aceasta înseamnă că oamenii de știință vor fi capabili să detecteze degradarea sau să pună o limită superioară de 10^(-16) probabilității de dezintegrare, o îmbunătățire de 10.000 de ori în comparație cu experimentele anterioare.

În plus, finanțarea va include, de asemenea, fonduri pentru lucrările de dezvoltare pe o a doua etapă de expansiune a experimentului, care este programată să înceapă în jurul anului 2030. Experimentul Mu3e are potențialul nu numai de a testa teoriile existente ale fizicii particulelor, ci și de a investiga particule noi, deschise din sectorul întunecat, cum ar fi fotonii întunecați. Prin generarea celui mai intens fascicul de muoni din lume, va avea loc o analiză de două miliarde de descompunere pe secundă, care este de o importanță enormă pentru cercetarea economică și fructuoasă.

Activitatea de cercetare și dezvoltare continuă în cadrul experimentului Mu3e oferă nu numai noi perspective pentru fizica particulelor, ci și o perspectivă promițătoare pentru știința viitoare. fizician din Heidelberg și parteneri internaționali precum Universitatea din Mainz, Institutul de Tehnologie Karlsruhe și instituții din Marea Britanie și Elveția joacă un rol crucial. Mu3e este deci urmărită cu mare interes atât de comunitatea de cercetare, cât și de publicul larg.