Los muones están avanzando.
En un paso hacia nuevos tipos de experimentos de física de partículas, los científicos enfriaron y luego aceleraron un haz de muones. Las partículas subatómicas, primas pesadas de los electrones, podrían acelerarse y chocarse entre sí en futuros colisionadores de partículas con la esperanza de descubrir secretos de la física. Pero primero, los científicos tienen que descubrir cómo aumentar la velocidad de los muones.
Contraintuitivamente, eso significa primero reducir la velocidad de los muones. Los muones en haces de partículas inicialmente van en todas direcciones. Para hacer un haz adecuado para experimentos, primero es necesario desacelerar las partículas y luego volver a acelerarlas, todo en la misma dirección. Esta desaceleración o enfriamiento se demostró por primera vez en 2020 (SN: 5/2/20).
Ahora, los científicos no sólo han enfriado muones sino que también los han acelerado en un experimento en el Complejo de Investigación del Acelerador de Protones de Japón, o J-PARC, en Tokai. Los muones alcanzaron una velocidad de aproximadamente 4 por ciento la velocidad de la luzo aproximadamente 12.000 kilómetros por segundo, informan los investigadores el 15 de octubre en arXiv.org.
Los científicos primero enviaron los muones a un aerogel, un material liviano que los ralentizó y creó muonio, una combinación atómica de un muón cargado positivamente y un electrón cargado negativamente. A continuación, un láser arrancó los electrones, dejando atrás muones enfriados que luego los campos electromagnéticos aceleraron.
Los colisionadores de muones podrían generar colisiones de mayor energía que las máquinas que aplastan protones, que a su vez están formados por partículas más pequeñas llamadas quarks. La energía de cada protón se divide entre sus quarks, lo que significa que sólo una parte de la energía entra en la colisión. Los muones no tienen partes más pequeñas en su interior. Y son preferibles a los electrones, que pierden energía cuando giran en torno a un acelerador. Los muones no se ven tan afectados por ese problema gracias a su mayor masa.
Además de los colisionadores, los haces de muones son útiles para experimentos como medir las propiedades magnéticas de las partículas, un tema que ha físicos confundidos (SN: 10/8/23).