Теоретики открыли путь к истинному мюонию — атому, которого никогда не видели

8 сентябрь, 2009 - 14:57Леонид Бараш

Истинный мюоний, давно обсуждаемый теоретиками, может оказаться наблюдаемым в будущих экспериментах благодаря недавно проведенным теоретическим исследованиям в Энергетическом департаменте Национальной лаборатории Стэнфордского линейного ускорителя (SLAC) и Аризонского университета. Возможность существования истинного мюония, было предсказано более 50 лет назад, но до сих пор не было предложено метода его получения и наблюдения.

Истинный мюоний состоит из мю-мезона и его античастицы, и его следует отличать от просто мюония, атома, образованного электроном и антимюоном. И мю-мезон и его античастица часто рождаются при столкновении космических частиц с земной атмосферой. Обе частицы короткоживущие – они распадаются в триллионные доли секунды. Это делает наблюдение экзотического атома очень трудным. Ученые предложили два метода, с помощью которых в электрон-позитронном коллайдере можно было бы зафиксировать образование и распад истинного мюония.

В первом методе ускоренные пучки электронов и позитронов сливаются вместе, пересекаясь под углом почти 180°. В результате такого столкновения будет рождаться единичный фотон, который потом преобразуется в единичный атом истинного мюония и будет различим среди продуктов распада других частиц. Являясь релятивистским объектом, он будет распадаться более медленно, так как для него будет действовать закон замедления времени.

Во втором методе электронный и позитронный пучки сталкиваются лоб в лоб. При этом будут рождаться истинный мюоний и фотон, которые будут находится в облаке других частиц. Испытав отдачу друг от друга, истинный мюоний и фотон будут выталкивать друг друга из облака частиц, что создаст картину, никогда не наблюдавшуюся раньше.