Мюонный коллайдер: заглянуть в сердце массы экспресс
Бозон Хиггса — как дирижёр, задающий массу всем остальным частицам. Без него электроны были бы безмассовыми, а атомы развалились бы. Но как именно дирижёр взаимодействует сам с собой? Это главный вопрос, на который должен ответить будущий мюонный коллайдер.
В статье рассмотрена установка MUSIC, спроектированная для столкновений мюонов при энергии 10 ТэВ. Мюоны — тяжёлые родственники электронов, их столкновения дают очень чистые события. За пять лет работы коллайдер наберёт интегральную светимость 10 обратных аттобарн (это мера количества столкновений), что позволит измерить вероятность рождения бозона Хиггса в разных каналах: распад на пару b-кварков, на два W-бозона, а также рождение сразу двух бозонов Хиггса.
Точность, обещанная мюонным коллайдером, превосходит все другие проекты будущих ускорителей. Если измеренное значение самосвязи отклонится от предсказаний Стандартной модели, это укажет на новую физику — возможно, на дополнительные поля или частицы, влияющие на механизм нарушения электрослабой симметрии.
Мюоны живут всего 2,2 микросекунды, но на коллайдере их разгоняют до скоростей, близких к световой, и за счёт релятивистского замедления времени они успевают сделать много оборотов до распада.
В романе «Задача трёх тел» Лю Цысиня инопланетяне используют субатомные частицы для сверхточных экспериментов — мюонный коллайдер тоже потребует ювелирного контроля над пучками.