Эта-мезоны, уникальные субатомные частицы, были открыты в 60-х годах и отличаются редкими каналы распада, чрезвычайно чувствительными к тонким физическим эффектам. Например, распады эта-мезона могут создавать «портальные частицы», которые могли бы стать мостиком между Стандартной моделью и «темными» частицами: темными фотонами, темными бозонами Хиггса и аксионоподобные частицами. Более того, в распадах эта-мезонов можно обнаружить небольшие следы нарушения фундаментальных симметрий, которые подсказывают, как можно было бы объяснить тайну барионной асимметрии во Вселенной.

Строительство «фабрики эта-мезонов» запланировано на базе Ускорительного комплекса интенсивных тяжелых ионов в округе Хойчжоу провинции Гуаньдун, сообщает EurekAlert. Предполагается, что объект станет производить более 10 триллионов эта-мезонов в год, при этом его производительность должна будет превышать 100 миллионов частиц в секунду.

«Мы провели всего несколько моделирований некоторых интересных каналов распада эта-мезона, и уже увидели поразительный потенциал для новых открытий», — заявил Ван Жун, научный руководитель и автор исследования, описывающего проект.

Перед учеными его команды будут стоять три основные научные задачи. Во-первых, исследователи будут напрямую искать портальные частицы, изучая определенные закономерности распада. Во-вторых, они будут исследовать новые механизмы нарушения зарядовой четности, исследуя зеркальную асимметрию в распаде частиц. В-третьих, прецизионные исследования на установке могут подтвердить теорию сильного ядерного взаимодействия и пролить свет на такие тайны, как аномальный магнитный момент мюона.

Центральным элементом фабрики станет передовая система детекторов HHaS (Huizhou Hadron Spectrometer, адронный спектрометр округа Хойчжу). Детекторы спектрометра будут иметь пространственное разрешение до 100 мкм. Кроме того, он может обрабатывать более 100 млн столкновений в секунду, годами выдерживая высокие дозы радиации.

В более отдаленном будущем точность синхронизации планируется увеличить до 1–5 нс, а пространственное разрешение — до 40–80 мкм.

Физики из США разработали новый метод производства недорогих и миниатюрных, но достаточно мощных спектрометров, которые можно было бы применять хоть в медицине, хоть в астрономии. В основе технологии — алгоритм машинного обучения.