费米实验室停止粉碎强子，转而研究粉碎μ子

明天，费米实验室的研究人员将最后一次关闭他们的 Tevatron 粒子对撞机，标志着一个时代的结束。但对一些人来说，那个时代无论如何都结束了。强子，就像上一季的手提包一样，曾经是聚光灯下的焦点。物理学的下一个热门趋势是介子，所有酷孩子都知道这一点。这就是为什么费米实验室的物理学家们已经开始认真研究介子对撞技术，将其作为国际物理研究领域的下一步可能举措。

游戏的现状是这样的。美国在 90 年代投入了数百万美元建造超导超级对撞机，却最终关闭了该项目，这实在是太可惜了。这是继 Tevatron 之后粒子物理学的下一步，但从未完成。CERN 承担了高能粒子物理学的重任，现在拥有 LHC，它是已知宇宙中最大的物理实验室。

与 Tevatron 一样，LHC 可以粉碎强子（质子是强子的一种）。强子不是基本粒子，而是由更小的亚原子碎片组成，因此当它们碰撞时，碰撞产生的能量会分散到组成夸克之间。如果我们可以粉碎基本粒子（即不由其他粒子组成，但已经处于单组分水平的粒子），更多的能量将直接进入碰撞，从而产生各种奇异物质。这正是物理学家希望从一台好的对撞机中得到的。

这就是费米实验室的物理学家们最近在思考μ子的原因。现在，这里有一个很酷的技巧——为了粉碎μ子，他们必须稍微扭曲时间。

μ 子与电子类似，但更重——实际上重约 200 倍——考虑到我们试图操纵和撞击它们，这是一件好事。但它们也非常不稳定，寿命只有几微秒。之后，它们会衰变成一堆其他没用的东西。几微秒并不算长，但有一种方法可以延长它的时间，只要利用相对论规则就可以让它变得有用。

它的工作原理如下：高能粒子碰撞会产生μ子，这种碰撞通常会将大量能量传递给它们产生的粒子。这意味着，从μ子从粒子碰撞中掉落的那一刻起，它就移动得非常快。如果你能抓住它，让它稍微加速到光速，相对论效应就会开始发挥作用。当μ子接近光速时，相对于周围加速器的时间框架，μ子的时间会变慢。因此，这两微秒延伸到足以让物理学家感兴趣的一生——也就是说，足够长的时间让两个μ子碰撞在一起。

这是一个复杂但可行的办法，而且这种对撞机体积并不大——它适合费米实验室目前的占地面积。它会让费米实验室重新回到粒子物理学的前沿——但实际上它从未真正离开过。

强子。它们太 2010 年了。更多详情请见 Ars。

Ars Technica