世界首次：科学家成功对 μ 子实行“冷却”加速，约达光速 4%

it之家 5 月 21 日消息，日本 j-parc 研究中心、日本高能加速器研究机构联合发布公报，宣布完成了业内首次对 μ 子进行“冷却”和加速的操作，朝着实现世界首个 μ 子（渺子）加速器迈出了一大步。

据介绍，研究团队在 j-parc 中心使带一颗正电荷的正 μ 子减速到几乎停止（光速的 0.002%）的状态，并使正 μ 子的方向和速度统一（这一过程被称为“冷却”），再施加高频电场加速正 μ 子，最终使正 μ 子加速至光速的 4%，形成方向、速度一致的高指向性正 μ 子束。具体细节将于 6 月 5 日的新闻发布会上揭晓。

▲ j-parc 材料与生命科学实验设施 (mlf) μ 子实验设施中进行的 μ 子冷却和加速实验设备，图源： j-parc

it之家查询获悉，μ 子是一种带一个单位负电荷的基本粒子，具有极强的穿透能力，可用于大型目标物内部的无接触和无损成像。自然存在的 μ 子来自高能宇宙射线，而借助质子加速器能够大量生成 μ 子。

公报中提到，μ 子的加速从技术上来说非常困难，迄今没有成功的先例，本项研究首次证实了 μ 子是能够“冷却”和加速的。

值得一提的是，世界上各种各样的加速器中也还没有 μ 子加速器。μ 子的寿命只有约 2 微秒，如果不尽快加速，它们很快就会衰变。

此外，μ 子的质量约是电子的 200 倍，必须多级加速。研究小组计划不断完善技术，最终实现将其加速至光速的 94%。