Мюмютрон

μμ-тро́н («Мюмютро́н») — планируемый в Институте ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН эксперимент по поиску и изучению димюония — экзотического атома, состоящего из двух мюонов с противоположными зарядами. Разработка эксперимента ведется с 2017 года.

Существование связанного состояния мюонов предсказано теоретически в начале 1960-х, однако экспериментально оно пока не наблюдалось. Его наблюдение представляет самостоятельный интерес, кроме того, изучение такого состояния может быть использовано для прецизионной проверки квантовой электродинамики и мюонного сектора стандартной модели, в отношении которого есть ряд вопросов.

В эксперименте «Мюмютрон» предполагается создание специального электрон-позитронного коллайдера на низкие энергии, который позволит наблюдать рождение димюония в столкновениях пучков электронов и позитронов с углом пересечения 75° с энергиями 408 МэВ. Таким образом, инвариантная масса сталкивающихся частиц будет равна удвоенной массе мюона (m_μ=105.658 МэВ). Для регистрации димюония (в канале распада в пару электрон-позитрон) предполагается создание специализированного детектора.

Помимо собственно регистрации димюония планируется выделение различных его состояний и измерение их времен жизни.

На втором этапе эксперимента предполагается развернуть один из пучков в противоположном направлении. Таким образом могут быть получены столкновения пучков с инвариантной массой 500—1000 МэВ со светимостью до 10³³ см⁻²с⁻¹, что может быть использовано, в частности, для изучения легких мезонов. Для этого потребуется детектор общего назначения.

Помимо экспериментов в области физики элементарных частиц создаваемый в рамках эксперимента коллайдер также представляет интерес с точки зрения отработки ускорительных технологий для планируемой в ИЯФ СО РАН Супер чарм-тау фабрики.

Эксперимент был предложен в 2017 году сотрудниками ИЯФ СО РАН Е. Б. Левичевым, А. И. Мильштейном и В. П. Дружининым. Приблизительный предполагаемый срок реализации — около 3 лет, оценка стоимости — около 1 млрд. руб.

Ссылки

• A. Bogomyagkov, V. Druzhinin, E. Levichev, A. Milstein, S. Sinyatkin. Low-energy electron-positron collider to search and study (μ⁺μ^-) bound state
• Супер чарм-тау фабрика поможет выйти на новую физику
• Сибирские физики построят к 2021 году маленький коллайдер для синтеза экзотических атомов
• А.В. Богомягков и др. е⁺е^- коллайдер на низкую энергию. Доклад на научной сессии ИЯФ СО РАН, 2018
• Погоня за димюонием. Сибирские ученые нацелились на открытие мирового уровня.
• Из Новосибирска прорубят окно в новую физику