ミューオンマーシャリング技術で強力な新粒子加速器に一歩近づく(Powerful new particle accelerator a step closer with muon-marshalling technology)

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2024-07-17 インペリアル・カレッジ・ロンドン(ICL)

新しい実験結果により、ミューオンと呼ばれる粒子を高エネルギー衝突に適したビームにまとめることができることが示され、新しい物理学の道が開かれました。ミューオン加速器は現在のプロトンや電子を使った加速器よりも強力で、小型かつ低コストで既存の加速器施設に設置可能です。インペリアル・カレッジ・ロンドンの研究者が率いる研究により、ミューオン冷却技術の成功が確認され、ミューオン加速器の実現に近づきました。この成果はNature Physicsに発表され、次世代の高エネルギー加速器の設計に向けた重要なステップとなります。

<関連情報>

電離冷却によるミューオン粒子ビームの横方向エミッタンス低減 Transverse emittance reduction in muon beams by ionization cooling

The MICE Collaboration
Nature Physics  Published:17 July 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41567-024-02547-4

ミューオンマーシャリング技術で強力な新粒子加速器に一歩近づく(Powerful new particle accelerator a step closer with muon-marshalling technology)

Abstract

Accelerated muon beams have been considered for the next-generation studies of high-energy lepton–antilepton collisions and neutrino oscillations. However, high-brightness muon beams have not yet been produced. The main challenge for muon acceleration and storage stems from the large phase-space volume occupied by the beam, derived from the production mechanism of muons through the decay of pions. The phase-space volume of the muon beam can be decreased through ionization cooling. Here we show that ionization cooling leads to a reduction in the transverse emittance of muon beams that traverse lithium hydride or liquid hydrogen absorbers in the Muon Ionization Cooling Experiment. Our results represent a substantial advance towards the realization of muon-based facilities that could operate at the energy and intensity frontiers.

1700応用理学一般
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