Wysiłkami w tej sprawie zajęli się przedstawiciele projektu J-PARC. Ostatecznym celem było przyspieszenie mionów do jak najwyższej prędkości bez ich wcześniejszego rozpadu. O skali trudności takiego przedsięwzięcia najlepiej świadczy fakt, iż miony są nie tylko wyjątkowo ruchliwe, ale przy tym bardzo krótko żyjące – mniej więcej dwie mikrosekundy, przy czym jedna mikrosekunda jest równa jednej milionowej sekundy.
Czytaj też: Zapomnijcie o dyskach optycznych. Kwantowa magia zapewni 1000-krotnie większą pojemność
Wyjściem z sytuacji miało być użycie wiązki i przyspieszenie mionów zanim dojdzie do ich rozpadu na elektron i dwa rodzaje neutrin. Fizykom z Japonii wreszcie się to udało, o czym poinformowali w artykule mającym obecnie formę preprintu. Jak dokładnie przebiegał zaplanowany przez nich eksperyment?
Rozpoczął się od wystrzelenia wiązki antymionów, czyli mionów o dodatnim ładunku, w kierunku krzemionkowego aerożelu. Ten ostatni miał działać w formie izolatora termicznego. Kiedy doszło do kolizji, w której wzięły udział antymiony oraz elektrony wchodzące w skład tego aerożelu, zaczęły powstawać atomy mionów. Na tym wysiłki się jednak nie kończyły, ponieważ trzeba było jeszcze doprowadzić do usunięcia elektronów z atomów.
Miony są cząstkami elementarnymi, które docierają na Ziemię z kosmosu. Naukowcy próbują przyspieszać je w kontrolowany sposób
W tym momencie do akcji wkroczyła wiązka lasera. Za jej sprawą miony ponownie zmieniły się w antymiony, które następnie próbowano utrzymać w miejscu. Z wykorzystaniem pól elektrycznych (ich energie wynosiły od 5,7 do 100 kiloelektronowoltów) członkowie zespołu badawczego próbowali przyspieszyć zatrzymane wcześniej miony. Doprowadziło to do sytuacji, w której cząstki te poruszały się z prędkością rzędu 4 procent prędkości światła.
Czytaj też: Łazik Perseverance zaobserwował zaćmienie słońca na Marsie. Nie przypomina tego na Ziemi
To rekordowa wartość jeśli chodzi o przyjętą przez autorów metodę. Japończycy mają jednak znacznie wyżej sięgające ambicje. Naukowiec, który przewodził badaniom, Shusei Kamioka, zapowiada, iż do 2028 roku jego zespołowi uda się przyspieszyć miony do 94 procent prędkości światła. Kiedy już uda się doprowadzić do tak zaawansowanych eksperymentów, utoruje to drogę do dogłębnego badania mionów. Poza tym zastosowana metodologia oraz zaprojektowany sprzęt mogłyby doprowadzić do przełomu w eksperymentach poświęconych innym cząstkom. W przypadku mionów jednym z palących pytań, na które będą poszukiwane odpowiedzi, będzie pomiar zaskakująco silnego magnetyzmu. Ale skąd się on bierze? Naukowcy będą chcieli się tego dowiedzieć.