新華社東京5月21日電(記者錢錚)日本一個研究團隊日前宣布,他們使帶正電荷的正μ子減速到幾乎停止的狀態后又加速至光速的4%。這是科研界首次成功對μ子進行“冷卻”和加速,朝著實現世界首個μ子加速器邁出了一大步。

μ子是一種帶一個單位負電荷的基本粒子,具有極強的穿透能力,可用于大型目標物內部的無接觸和無損成像。自然存在的μ子來自高能宇宙射線,而借助質子加速器能夠大量生成μ子。

日本大強度質子加速器(J-PARC)研究中心、日本高能加速器研究機構等日前聯合發布新聞公報說,他們的研究團隊讓正μ子減速至幾乎停止的狀態,只有光速的0.002%,并使正μ子的方向和速度統一(這一過程被稱為“冷卻”),再施加高頻電場加速正μ子,最終使正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。

公報說,μ子的加速從技術上來說非常困難,迄今沒有成功的先例,本項研究首次證實了μ子是能夠“冷卻”和加速的。世界上各種各樣的加速器中也還沒有μ子加速器。μ子的壽命只有約2微秒,如果不盡快加速,它們很快就會衰變。此外,μ子的質量約是電子的200倍,必須多級加速。研究小組計劃不斷完善技術,最終實現將其加速至光速的94%。