粒子物理学的革命：海德堡研究人员正在追逐新的衰变！

粒子物理学的革命：海德堡研究人员正在追逐新的衰变！

粒子物理学正面临一个令人兴奋的阶段，保罗谢勒研究所的 Mu3e 实验现在得到了第二个资助期的支持。海德堡物理学家积极参与了这一开创性的研究项目，该项目旨在更深入地了解物理的基本定律。

Mu3e 实验的中心目标是研究反μ子衰变成一个电子和两个正电子。在粒子物理学的标准模型中，这样的过程极不可能发生，因为它会改变轻子数。然而，根据当前的理论，包括超对称理论，这种衰变可能比之前想象的更频繁地发生。研究人员打算分析超过 10^16 μ 子衰变，以收集有关这些罕见事件的有价值的数据。

技术进步

海德堡科学家在开发 Mu3e 实验所必需的探测器技术方面取得了突破性进展。物理研究所在舍宁教授的指导下开发了超薄硅像素探测器，可以高精度记录衰变粒子。此外，基尔霍夫物理研究所还设计了一种高度发达的探测器，用于快速记录时间，时间分辨率小于 100 皮秒。

为了确保搜索以前未检测到的衰变的高灵敏度，粒子探测器的仪器采用了最新的技术。该探测器的空间分辨率优于 200 μm，时间分辨率小于 100 ps，单个电子的能量分辨率优于 0.5 MeV。这是通过使用半导体探测器和闪烁体光纤实现的，可以精确测量衰变。

罗尔斯融资结果

有了批准的资金，Mu3e实验现已完成，结构可以全面实施。该实验预计将于 2026 年获得第一批数据，最迟应在 2028 年实现完整的数据收集。这意味着科学家将能够检测衰变或将衰变概率的上限设置为 10^(-16)，与之前的实验相比，提高了 10,000 倍。

此外，这笔资金还将包括该实验第二扩展阶段的开发工作资金，该阶段计划于2030年左右开始。Mu3e实验不仅有可能测试现有的粒子物理理论，还有可能研究新的光暗扇区粒子，例如暗光子。通过产生世界上最强烈的μ介子束，每秒将进行二十亿次衰变的分析，这对于经济和富有成效的研究具有极其重要的意义。

Mu3e 实验中正在进行的研究和开发活动不仅为粒子物理学提供了新的视角，而且为未来科学提供了充满希望的前景。 海德堡物理学家 美因茨大学、卡尔斯鲁厄理工学院以及英国和瑞士的机构等国际合作伙伴发挥着至关重要的作用。 穆3e wird daher sowohl in der Forschungsgemeinschaft als auch in der breiteren Öffentlichkeit mit großem Interesse verfolgt.