Как мы уже рассказывали ранее, второй в мире по мощности ускоритель частиц, Tevatron, был остановлен в пятницу прошедшей недели. Сейчас в мире остался только один мощный ускоритель частиц, Большой адронный коллайдер (БАК), находящийся в распоряжении CERN. Но, согласно имеющейся информации, закрытие ускорителя Tevatron вовсе не означает прекращение исследований в области физики элементарных частиц, проводимых в лаборатории Ферми (Fermilab). В настоящее время ученые-физики из Fermilab обратили свое внимание на технологии столкновения мюонов, как на новое перспективное направление международных исследований в области фундаментальной физики.

Ускорители БАК и Tevatron сталкивали и разбивали адроны, самыми ходовыми из которых являлись протоны. Адроны - это не самые элементарные частицы, они состоят из более мелких субатомных частиц, на которые они и распадаются в результате воздействия энергии столкновения. Поэтому физики Fermilab смотрят в сторону мюонов, но, для того, что бы расколоть мюоны на какие-то уж совсем экзотические виды материи потребуются значительно большие энергии столкновения, что должен обеспечить новый коллайдер. Помимо высоких энергий, для экспериментов с мюонами потребуются некоторые физические "игры" со временем.



Мюоны чем-то похожи на электроны, но они более тяжелы, приблизительно в 200 раз тяжелее электронов. Такая масса этих частиц позволит управлять их движением и направлять их потоки навстречу друг другу, сталкивая их. Но мюоны очень нестабильны, время их существования не превышает нескольких микросекунд, после чего они распадаются на другие, менее полезные с научной точки зрения, частицы. Несколько микросекунд - это достаточно короткое время, но есть способ их растянуть до достаточно долгого времени, "играя" по правилам теории относительности.

Такие "игры" с теорией относительности будут выглядеть следующим образом - мюоны получаются в результате столкновений других высокоэнергетических частиц. Они, мюоны, в результате столкновения получают достаточно большую энергию, что означает, что они перемещаются очень быстро. Поймав мюоны и разогнав их до скорости света можно получить их состояние, когда в действие вступают релятивистские эффекты. Для мюона, движущегося со скоростью света, время замедляется относительно времени окружающего его ускорителя. Таким образом, микросекунды времени жизни мюона растягиваются на время, которого уже достаточно, что бы сориентировать лучи мюонов, столкнуть и разбить их.



Все описанное выше является весьма сложной уловкой и требует весьма сложной научной установки. Но, с теоретической точки зрения такие эксперименты возможны, а коллайдер, который будет использоваться для столкновений мюонов, не должен быть очень большим, его можно построить, используя большую часть оборудования "покойного" ускорителя Tevatron. Если такой проект начнет реализовываться и будет доведен до конца, в отличие от проекта Superconducting Supercollider, то это сместит в сторону Fermilab пальму первенства в области физики элементарных частиц, которая сейчас находится у CERN.