由中山大學和中國科學院近代物理研究所科學家領導的國際團隊啟動了一項雄心勃勃的實驗,名為MACE。該項目旨在尋找極其罕見的事件。這是一個由與電子結合的正介子組成的短命系統。它會自動轉化為它自己的反物質對應物——銻。觀察這樣的過程違反了粒子物理學的基本定律,即輕子味守恆定律。它是標準模型的重要組成部分。並將為現有理論之外的物理學提供直接證據。
研究小組解釋說,“鍔到安鄄的轉變標誌著對獨特清潔輕子領域的物理學的新研究”,“與其他帶電輕子風味違規過程不同,這種轉變對根本不同的 ΔLLR = 2 模型很敏感,並且可能揭示其他實驗無法獲得的物理學。”
將實驗靈敏度推向新極限
1999 年,瑞士 Paul Scherrer 研究所確定了銣到反銣轉化的最後一個實驗限制。 MACE 的目標是通過將靈敏度提高一百倍以上來超越這一結果。目標是檢測小至 O(10-13) 的轉換概率。達到這一水平需要整個實驗系統的進步。包括強大的表面μ子束。新開發的二氧化矽氣凝膠目標和探測器,可以極其精確地測量
“我們的設計採用了先進的光束、Munium 生產目標和探測器技術,可將信號與強大的背景分開,”該團隊表示。 “這使得 MACE 成為尋找輕子味覺違規的最敏感的低功率實驗之一。”
這一發現可以揭示什麼
如果實驗成功,可能會讓科學家們探索新的物理學。能量水平範圍為 10 至 100 TeV,達到或超過未來粒子對撞機預期達到的水平。 MACE 還計劃進行初始第一階段,在此期間,MACE 將研究其他超稀有鍔衰變過程。以及輕子風味違規事件,包括 M→γγ 和 μ→eγγ,具有破紀錄的靈敏度。
MACE 的影響超出了基礎物理學的範圍。為先進彈藥生產靶材等實驗開發的技術、低能正電子傳輸系統和高分辨率探測器,可用於材料科學和醫學研究等領域。
加強全球粒子物理工作
MACE 是以惠州重點研究中心為中心的科學推動計劃的一部分,其中包括高強度重離子加速器設施 (HIAF) 和中國首創的加速器驅動系統 (CiADS)。這些項目共同旨在使中國成為精密核物理和粒子物理領域的全球領導者。利用這些先進的設施,MACE 展示了基礎研究如何促進技術進步和國際合作。
“我們不僅僅是在進行實驗。而且我們正在打開一扇了解自然法則的新窗口,”該團隊指出。 “MACE 的每個組件,從光束到軟件,都經過優化以探索物理學,從而重新定義我們對物質、對稱性和宇宙的理解。”









