日本高能加速器研究機構（KEK）等研究團隊成功開發出一項可以人工將構成物質及能量的最小單位——基本粒子之一的「μ子」進行減速並再次加速的技術。該技術不僅有助於推動研究物理可用能現象的基礎研究，還有望在利用基本粒子進行的結構物内部調查技術及顯微鏡的開發等方面發揮重要作用。
KEK成功開發出對基本粒子μ子進行減速和加速的裝置（供圖：KEK）
μ子是一種與電子性質相似的基本粒子，其質量約爲電子的200倍，且具有穿透物質的特性。但由於μ子會在100萬分之二秒内放射衰變成其他粒子，其人工控制技術的開發此前一直很困難。
使用加速器人工製成的μ子以近乎光速30%的速度向各個方向散射。研究團隊將生成的μ子撞擊到一種名爲二氧化矽氣凝膠的材料上，並使二氧化矽氣凝膠中的電子與μ子相附着。當研究人員使用雷射將電子從μ子上剝離時，μ子的速度被成功減緩至光速的0.002%。
當研究人員再次用電磁鐵對減速後的μ子賦能後，其速度增加至光速的4%左右，並形成了方向一致的粒子束。未來，研究團隊計劃開發速度更快的μ子再加速技術。
μ子常被用於驗證作爲現代物理可用能學根基的「標準模式」（Standard Model）的實驗，其應用有助於闡明新的物理可用能現象。此外，方向一致的μ子由於能均勻地加以能量並聚焦成細束，因此能夠提高解析度。該技術有望應用於物質内部的研究方法和顯微鏡的開發等領域。
日文：《日本經濟新聞》、2024/5/28
中文：JST客觀日本編輯部
