Hạt muon là một lepton thế hệ thứ hai trong Mô hình chuẩn, sở hữu spin bán nguyên (1/2) và mang điện tích nguyên tố âm (phản hạt của nó là muon dương mang điện tích dương). Đặc tính vật lý nổi bật nhất phân biệt muon với electron là khối lượng nghỉ của nó, đạt giá trị xấp xỉ105,66 MeV/c2, tương đương khoảng 207lần khối lượng electron. Do có khối lượng lớn hơn đáng kể, muon đóng vai trò như một “electron nặng” không bền vững và phân rã thông qua tương tác yếu.
Thời gian sống trung bình của muon dương tự do trong chân không được đo đạc thực nghiệm với độ chính xác cực cao là 2,1969811±0,0000022. Quá trình phân rã của muon dương được trung gian bởi các boson yếu W có khối lượng rất lớn, sinh ra một positron, một neutrino electron và một phản neutrino muon. Biên độ Feynman của quá trình phân rã này tỷ lệ thuận với hằng số liên kết yếu g và điện tích isospin yếu I=1/2 của các fermion. Các phép đo chính xác về thời gian sống và khối lượng của muon là cơ sở thực nghiệm cốt lõi để xác định hằng số liên kết Fermi GF, hằng số liên kết này liên quan trực tiếp đến trị kỳ vọng chân không của trường Higgs trong lý thuyết Brout-Englert-Higgs về sự phá vỡ đối xứng tự phát và cơ chế tạo khối lượng cho các hạt cơ bản.
Trong tự nhiên, hạt muon được sinh ra liên tục từ các trận mưa rào tia vũ trụ ở tầng cao khí quyển. Bức xạ vũ trụ sơ cấp, bao gồm khoảng 85% proton năng lượng cao (lên tới 1011GeV), va chạm mạnh với hạt nhân nguyên tử của các phân tử khí ở độ cao khoảng 10km so với mặt đất và tạo ra các hạt pion tích điện. Các hạt pion này phân rã rất nhanh với thời gian sống khoảng 26ns để giải phóng muon và các neutrino tương ứng.
Do bức xạ vũ trụ sơ cấp mang điện tích dương dư thừa, tỷ lệ dòng muon dương so với muon âm đo được tại mặt đất dao động trong khoảng từ 1,25 đến 1,3. Mặc dù thời gian sống của muon ở trạng thái nghỉ rất ngắn, nhưng nhờ động năng cực lớn (phổ năng lượng cực đại đạt khoảng 2GeV tại mực nước biển), chúng di chuyển với vận tốc cận ánh sáng và đạt hệ số giãn nở thời gian Lorentz rất cao. Hiệu ứng co giãn thời gian của thuyết tương đối hẹp giúp kéo dài thời gian sống của muon trong hệ quy chiếu Trái Đất, cho phép chúng xuyên qua lớp khí quyển dày 10km để tới mặt đất với mật độ dòng khoảng 170m-2/s (tương đương 10.000 m-2/ph).
Khi di chuyển qua môi trường vật chất, muon mất năng lượng chủ yếu thông qua tương tác ion hóa Coulomb với tốc độ trung bình tương đối đồng đều đối với các hạt có vận tốc tương đối tính, đạt khoảng 2MeV.g-1.cm2. Do không tham gia tương tác mạnh và có khối lượng lớn (làm giảm thiểu bức xạ hãm bremsstrahlung), muon sở hữu khả năng đâm xuyên cực kỳ mạnh mẽ qua hàng trăm mét đất đá trước khi bị hấp thụ hoàn toàn.
Đối với các muon có năng lượng thấp (dưới 30-50MeV), chỉ khoảng 0,3% dòng hạt đi vào có thể bị giữ lại trong các bộ kích thích nhấp nháy hữu cơ thông thường. Khi một muon âm dừng lại trong vật chất, nó nhanh chóng bị bắt giữ bởi trường điện từ của nguyên tử và chuyển tiếp xuống quỹ đạo K trong thời gian chưa đầy 10-12s. Do bán kính Bohr của quỹ đạo muon nhỏ hơn electron khoảng 200 lần, hàm sóng của muon âm chồng lấn đáng kể với hạt nhân, dẫn đến phản ứng bắt giữ hạt nhân tương tác yếu (µ–+p->n+) cạnh tranh trực tiếp với quá trình phân rã tự nhiên. Bằng cách so sánh thời gian sống trung bình đo được trong vật chất với thời gian sống của muon tự do trong chân không, các nhà thực nghiệm có thể xác định chính xác tỷ lệ dòng hạt âm/dương tại mực nước biển.
Ứng dụng đa ngành của công nghệ muon
Sự kết hợp giữa khả năng đâm xuyên vượt trội và tính nhạy cảm đặc biệt của hạt muon đối với cấu trúc điện từ của môi trường xung quanh đã đặt nền móng cho hai nhóm công nghệ ứng dụng thực tiễn vô cùng mạnh mẽ: chụp ảnh cắt lớp muon và phổ học spin muon.
Phương pháp chụp ảnh cắt lớp bằng hạt muon (Muon Tomography hay Muography) tận dụng dòng muon vũ trụ tự nhiên để lập bản đồ cấu trúc mật độ bên trong của các thực thể khối lượng lớn mà không gây ra bất kỳ tác động phá hủy nào. Phương pháp này được chia thành hai kỹ thuật cốt lõi dựa trên các nguyên lý vật lý khác nhau:
| Tiêu chí | Chụp ảnh hấp thụ muon (Muon Absorption) | Chụp ảnh tán xạ muon (Muon Scattering) |
| Nguyên lý vật lý | Đo sự suy giảm cường độ dòng muon sau khi đi qua vật thể dày. | Đo góc lệch quỹ đạo do tán xạ Coulomb đa kích. |
| Kích thước đối tượng | Rất lớn, quy mô từ hàng trăm mét đến vài kilômét | Trung bình và nhỏ, quy mô từ vài mét đến hàng chục mét |
| Công nghệ đầu dò | Nhũ tương hạt nhân, tấm hodoscope nhấp nháy, detector khí | Hệ thống ống trôi (drift tubes), phòng dây khí, RPC |
| Lĩnh vực tiêu biểu | Khảo cổ kim tự tháp, địa chất núi lửa, mỏ quặng | Container hải quan, thùng chất thải hạt nhân, lõi lò phản ứng |
Khảo cổ học không xâm lấn
Muography hấp thụ đóng vai trò như một cuộc cách mạng trong khảo cổ học hiện đại. Kể từ thí nghiệm tiên phong của Luis Alvarez năm 1971 tại Kim tự tháp Khafre bằng buồng tia lửa (spark chambers) không phát hiện khoảng trống, công nghệ này đã tiến những bước dài nhờ sự phát triển của các đầu dò nhạy bén hơn.
Dự án quốc tế “ScanPyramids” (Nature, 2017) đã công bố phát hiện về một khoảng trống lớn (Great Void) nằm ngay trên Hành lang Lớn của Kim tự tháp Khufu nhờ sự kết hợp đồng thời của ba công nghệ đầu dò độc lập: phim nhũ tương hạt nhân của Đại học Nagoya bố trí bên trong, hệ hodoscope nhấp nháy của KEK và các buồng khí vi cấu trúc (gaseous chambers) của CEA đặt ở phía ngoài. Đến năm 2023, các phép đo tinh chỉnh bằng hạt muon kết hợp với thiết bị nội soi siêu nhỏ đã ghi hình thành công một hành lang ẩn dài 9m, rộng 2m vốn được phát hiện dấu vết từ năm 2016, mở ra chương mới cho việc giải mã kiến trúc cổ đại.
Địa chất học và giám sát núi lửa
Trong địa chất học, kính viễn vọng muon thu nhận các hạt di chuyển theo phương gần như nằm ngang sau khi xuyên qua sườn núi lửa. Do đá mật độ cao hấp thụ nhiều muon hơn đá xốp hoặc các hốc rỗng, bản đồ dòng muon đi ra cung cấp hình ảnh trực tiếp về mật độ cấu trúc bên trong của núi lửa với độ phân giải không gian lên tới 10m, vượt trội gấp mười lần so với các phương pháp địa chấn truyền thống.
Kỹ thuật này đã được áp dụng rộng rãi tại các núi lửa hoạt động mạnh trên thế giới như dự án Mu-Ray tại núi lửa Vesuvius (Ý), dự án MeV tại Etna, dự án TOMUVOL tại Puy de Dôme (Pháp), và các phép đo bằng nhũ tương hạt nhân OPERA tại Stromboli. Việc liên tục theo dõi sự biến động mật độ trong lòng núi lửa giúp các nhà khoa học phát hiện sự dâng lên của magma và dự báo chính xác hướng phát triển của các vụ phun trào.
Kiểm tra an toàn hạt nhân và công nghiệp
Đối với các đối tượng có kích thước trung bình chứa vật liệu nặng, chụp ảnh tán xạ muon dựa trên việc đo đạc góc lệch quỹ đạo của hạt trước và sau khi đi qua bia bằng các đầu dò định vị vết (trackers). Các vật liệu có số hiệu nguyên tử Z cao (như uranium hay chì) gây ra lực tán xạ Coulomb mạnh hơn nhiều so với các nguyên tố nhẹ như carbon hay bê tông.
Ứng dụng tiêu biểu của phương pháp này là kiểm tra tình trạng lõi lò phản ứng hạt nhân bị nóng chảy sau thảm họa Fukushima Daiichi (Nhật Bản). Tại các kho lưu trữ chất thải hạt nhân như ở Canada, nơi nhiên liệu đã qua sử dụng được làm mát trong các bể ướt 10 năm trước khi chuyển sang các container khô chứa kín (Dry Storage Containers – DSC), muography tán xạ cho phép kiểm tra tính toàn vẹn của thùng chứa và phát hiện các hành vi gian lận vật liệu phóng xạ vượt quá tiêu chuẩn kiểm soát nghiêm ngặt của IAEA mà không cần mở nắp che chắn.
Vào năm 2011, một mô hình lò phản ứng thử nghiệm tại Los Alamos đã được chụp ảnh thành công bằng thiết bị giám sát muon mini (MMT) cấu tạo từ các ống trôi kín. Hệ thống đã định vị chính xác một khối chì có lỗ rỗng hình nón giả lập lõi nóng chảy Three Mile Island đặt xuyên qua hai bức tường bê tông dày 2,74m. Phép đo tích lũy 8×104 sự kiện muon trong thời gian 3 tuần và tái dựng hình ảnh dựa trên thuật toán tiệm cận gần nhất (Point of Closest Approach – POCA). Trong quá trình vận hành thực tế các hệ thống này, phép đo thời gian bay (Time-of-Flight – ToF) đóng vai trò quyết định để phân biệt giữa muon đi thẳng xuyên qua đối tượng và dòng muon nhiễu từ các hướng khác, đảm bảo độ tương phản của hình ảnh.
Kỹ thuật phổ học xoay, thư giãn và cộng hưởng spin muon (µSR) sử dụng hạt muon phân cực spin làm đầu dò từ tính cục bộ ở cấp độ nguyên tử bên trong lòng vật chất. Nhờ định luật bảo toàn tính chẵn lẻ bị vi phạm tối đa trong phân rã pion, các muon dừng bề mặt (surface muons) sinh ra từ pion đứng yên luôn phân cực spin 100% ngược hướng với xung lượng của chúng khi được dẫn truyền theo ống chùm đến mẫu nghiên cứu. Khi đi vào mẫu vật liệu, spin của muon thực hiện chuyển động tiến động Larmor hoặc bị thư giãn dưới tác động của từ trường nội tại cục bộ. Phản ứng phân rã yếu phát ra một positron ưu tiên dọc theo hướng spin của muon tại thời điểm phân rã. Bằng cách ghi nhận sự bất đối xứng trong phân bố không gian của các positron phát ra theo thời gian bằng các đầu dò bố trí xung quanh mẫu, các nhà nghiên cứu có thể thu được thông tin chi tiết về môi trường từ tính và điện động học vi mô xung quanh hạt muon.
Ưu thế vượt trội của µSR so với các kỹ thuật cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) hay cộng hưởng spin electron (ESR) là khả năng đo đạc chính xác trong điều kiện không từ trường ngoài (Zero Field). Do dòng muon đã được phân cực hoàn toàn từ nguồn phát, thí nghiệm không yêu cầu một từ trường định hướng bên ngoài, giúp loại bỏ hoàn toàn các tác động cưỡng bức lên các trạng thái từ tính nhạy cảm của mẫu. Kỹ thuật này cực kỳ nhạy bén với các trường từ siêu yếu (độ nhạy xuống tới mức microtesla) và sở hữu một cửa sổ thời gian độc đáo để nghiên cứu các quá trình động học kích thích. Trong khi muon dương thường định cư tại các vị trí xen kẽ mạng tinh thể để thăm dò tính chất của điện tử xung quanh, muon âm lại liên kết rất gần hạt nhân nguyên tử, phát ra các tia X muonic và tia gamma đặc trưng trong quá trình bắt giữ hạt nhân, cung cấp thông tin phân tích nguyên tố sâu sắc.
Các chùm muon dùng cho µSR hiện nay được phân loại dựa trên cấu trúc thời gian của máy gia tốc: chùm sóng liên tục (Continuous Wave – CW) như tại cơ sở của Viện Paul Scherrer (PSI – Thụy Sĩ) cung cấp độ phân giải thời gian cực cao (khoảng 100ps), rất tối ưu cho các tín hiệu thư giãn nhanh và từ trường lớn; trong khi các chùm xung (Pulsed beams) từ các máy gia tốc vòng synchrotron lại thích hợp cho các phép đo thời gian sống dài và kích thích cưỡng bức đồng bộ ngoài.
Nghiên cứu tia vũ trụ và hạt muon tại Việt Nam
Tại Việt Nam, các nghiên cứu thực nghiệm chuyên sâu về dòng muon khí quyển và tia vũ trụ gắn liền với lịch sử hoạt động của Phòng thí nghiệm VATLY (Vietnam Auger Training Laboratory) đặt tại Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân (INST – thuộc Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam VAEC) ở Hà Nội. Được đồng sáng lập vào đầu những năm 2000 bởi Giáo sư Pierre Darriulat, Thạc sĩ Đặng Quang Thiệu, Giáo sư Võ Văn Thuận và Tiến sĩ Phạm Ngọc Điệp, VATLY hoạt động ban đầu như một nhóm nghiên cứu liên kết trực tiếp với Đài quan sát thiên văn Pierre Auger (Pierre Auger Observatory – PAO) tại Argentina. Mục tiêu của nhóm là đào tạo nhân lực trình độ cao tại Việt Nam trong lĩnh vực vật lý địa hạt vũ trụ và đóng góp vào các nghiên cứu thực nghiệm của PAO. Các công trình nghiên cứu nổi bật của nhóm VATLY tập trung vào việc đo đạc phổ năng lượng và hướng tính của dòng muon khí quyển tại Hà Nội bằng hệ thống bốn bồn phát hiện bức xạ Cherenkov nước đặt trên mái nhà của phòng thí nghiệm tại số 18 Hoàng Quốc Việt.
Một trong những đóng góp khoa học có giá trị lớn của nhóm là việc xác nhận và đo đạc sự bất đối xứng Đông – Tây của dòng muon khí quyển tại Hà Nội. Do vị trí địa lý của Hà Nội nằm rất gần xích đạo từ của Trái Đất, độ cứng ngưỡng từ trường (geomagnetic rigidity cutoff) tại đây đạt giá trị rất cao, xấp xỉ 17GeV. Ngưỡng từ tính cao này làm lệch hướng các tia vũ trụ sơ cấp mang điện dương đi từ phía Tây nhiều hơn so với phía Đông trước khi chúng va chạm với bầu khí quyển. Kết quả đo đạc chính xác sự bất đối xứng này từ nhóm VATLY đã cung cấp các số liệu thực nghiệm thực tế quan trọng để đối chiếu và hiệu chỉnh các mô hình mô phỏng dòng neutrino khí quyển toàn cầu dùng trong các thí nghiệm nghiên cứu dao động neutrino. Bên cạnh đó, nhóm cũng thực hiện nhiều mô phỏng chi tiết về cấu trúc của các trận mưa rào khí quyển cực lớn (UHECR) phục vụ cho việc phân tích dữ liệu của mặt mảng đầu dò Cherenkov lai ghép và kính hiển vi huỳnh quang của PAO.
Đột phá công nghệ và tiềm năng phát triển tương lai
Giai đoạn 2025–2026 ghi nhận những bước chuyển mình mạnh mẽ của vật lý hạt muon khi các rào cản công nghệ cốt lõi trong các lĩnh vực năng lượng, y tế và nghiên cứu cơ bản dần được tháo gỡ nhờ hàng loạt phát kiến mang tính cách mạng. Đột phá trong nhiệt hạch hạt nhân xúc tác bằng muon (µCF): nhiệt hạch xúc tác bằng muon là phương pháp tổng hợp hạt nhân duy nhất hiện nay có thể vận hành ổn định ở điều kiện cận nhiệt độ phòng mà không cần duy trì các khối plasma siêu nóng. Chu trình động học của µCF được mô tả một cách hệ thống qua bốn bước liên tiếp.
Để µCF đạt điểm hòa vốn năng lượng khoa học (scientific break-even), một hạt muon đơn lẻ cần phải xúc tác thành công ít nhất 300 phản ứng tổng hợp hạt nhân trước khi nó bị phân rã tự nhiên. Tuy nhiên, trong các điều kiện thực nghiệm tiêu chuẩn trước đây, số lượng chu trình xúc tác tối đa chỉ đạt khoảng 115-150 phản ứng do bị giới hạn bởi xác suất bám dính ban đầu của muon vào hạt alpha (0,45-0,5%). Đồng thời, chi phí năng lượng để tạo ra một hạt muon đơn lẻ bằng các máy gia tốc chùm proton hiện nay rất lớn, dao động khoảng 5GeV, trong khi tổng năng lượng thu được từ 150 phản ứng chỉ đạt khoảng 2,6GeV*(17,6MeVx150).
Năm 2025–2026 chứng kiến ba hướng tiếp cận đột phá giải quyết triệt để nút thắt năng lượng này:
- Công nghệ phân cực kép định hướng spin (Dual Polarization): công trình nghiên cứu công bố vào tháng 5/2026 của nhóm tác giả Xiong Yin, Wei Kou và Xurong Chen thuộc Viện Vật lý Hiện đại (Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc) đã đề xuất giải pháp phân cực đồng thời spin hạt nhân của nhiên liệu deuterium-tritium và spin của dòng hạt muon phân cực nhập vào. Mô hình động học lượng tử của họ chứng minh rằng dưới trạng thái phân cực spin lý tưởng, xác suất bám dính hạt alpha giảm mạnh từ 0,45% xuống còn 0,34%, trong khi tốc độ tạo phân tử cộng hưởng tăng thêm 30-50%. Đột phá này giúp nâng số chu trình xúc tác trung bình của một hạt muon đơn lẻ lên mức kỷ lục 193 phản ứng.
- Nén mật độ cao bằng xung lực động học và laser kết hợp (MCKLF): nhằm đạt được mật độ nhiên liệu vượt trội so với hydro lỏng thông thường, các nhà khoa học đang thử nghiệm tích hợp µCF vào cấu trúc mạng tinh thể thể rắn dưới tác động của một sóng xung kích động lực học sinh ra từ va chạm đầu đạn ray điện từ (railgun). Trong mô hình Lò phản ứng nhiệt hạch mạng động lực học xúc tác bằng muon (MCKLF), sóng xung kích di chuyển với vận tốc 10km/s sẽ nén mật độ mạng tinh thể lên gấp 2-5 lần, kích hoạt các dao động phonon mạnh mẽ để tăng cường tốc độ tạo phân tử cộng hưởng. Sự va đập liên tục của các hạt nhân trong môi trường siêu đặc này tạo ra hiệu ứng giải phóng cưỡng bức (stripping), giúp bóc tách và giải phóng các muon đang bị kẹt trong các ion quay trở lại chu trình. Các tính toán động học cho thấy nếu mật độ nhiên liệu được duy trì gấp 5 lần hydro lỏng, số chu trình phản ứng có thể vượt qua ngưỡng 1200, mở ra triển vọng thương mại hóa năng lượng rất rõ ràng.
- Hệ thống lai ghép Fusion-Fission Breeder (µCF-FBR) và sản xuất đồng vị y tế: để hạ thấp yêu cầu nghiêm ngặt về số chu trình xúc tác của hạt muon, các dự án nghiên cứu hiện nay đang chuyển hướng sang mô hình lò phản ứng lai ghép µCF-FBR. Hệ thống sử dụng dòng neutron năng lượng cao 14,1MeV dồi dào sinh ra từ phản ứng tổng hợp để bắn phá vào lớp phủ chứa Uranium-238 nhằm kích hoạt phản ứng phân hạch dưới hạn và nhân giống nhiên liệu Plutonium-239. Do mỗi phản ứng phân hạch giải phóng năng lượng cực lớn (200MeV), yêu cầu về số lượng chu trình xúc tác của muon để đạt điểm hòa vốn kinh tế của hệ thống lai này được giảm đi mười lần, chỉ cần khoảng 30 chu trình.
Song song với đó, một nghiên cứu mới vào năm 2025 đề xuất sử dụng dòng neutron siêu cao từ µCF để bắn phá bia nguyên liệu Radium-226 nhằm điều chế đồng vị Actinium-225 phục vụ các liệu pháp điều trị ung thư bằng hạt alpha. Với dòng muon ổn định khoảng 1012/s (tương đương công suất nhiệt hạch chỉ nửa kilowatt), hệ thống có thể sản xuất 20mg Actinium-225 mỗi năm, gấp 400 lần sản lượng toàn cầu năm 2024.
Mô hình này giúp bỏ qua hoàn toàn áp lực đạt điểm hòa vốn năng lượng của hệ thống phát điện, tạo ra giá trị kinh tế trực tiếp ngay lập tức. Hiện tại, các nỗ lực này đang được thúc đẩy mạnh mẽ bởi dự án nghiên cứu nguồn muon bia tích cực của NK Labs do ARPA-E tài trợ kết thúc vào cuối năm 2025 với mô phỏng chi phí tạo muon chỉ khoảng 3GeV và dự án Moonshot Goal 10 của Nhật Bản do Giáo sư Shinji Okada dẫn đầu nhằm tối ưu hóa phản ứng tổng hợp cộng hưởng.
Máy gia tốc plasma laser: Hiện thực hóa nguồn muon di động
Rào cản cố hữu của việc triển khai đại trà kỹ thuật µSR trong công nghiệp vật liệu và muography trong kiểm tra container cảng biển là sự phụ thuộc vào các máy gia tốc hạt quy mô lớn trị giá hàng tỷ USD. Khó khăn này đang được tháo gỡ nhờ hướng đi mới đầy triển vọng từ Máy gia tốc Plasma Laser (Laser-Plasma Accelerator – LPA). Vào tháng 10/2025, công trình nghiên cứu đột phá dẫn đầu bởi nhà khoa học Davide Terzani tại Trung tâm BELLA thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley (LBNL), được tài trợ bởi DARPA và Bộ Năng lượng Mỹ (DOE), đã được vinh danh trên tạp chí Nature. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh khả năng tạo ra một chùm electron năng lượng cao đa-GeV trên một quãng đường gia tốc siêu ngắn bằng laser, chùm hạt này sau đó được hướng thẳng vào một bia chuyển đổi tối ưu hóa để sinh ra dòng pion và phân rã thành muon định hướng theo yêu cầu.
Đồng thời, dự án EPACE của Liên minh Châu Âu đang tích cực nghiên cứu cải tiến công nghệ này thông qua kỹ thuật dẫn hướng laser quang học HOFI (Hydrogen On-axis Filamentation Instability), giúp nâng cao độ sáng và tính ổn định của chùm electron gia tốc ở tần số lặp lại cao. Việc tích hợp chùm muon tạo ra từ LPA vào các hệ thống chụp ảnh cắt lớp y tế di động và thiết bị xạ trị ung thư bằng electron năng lượng cực cao (VHEE) đang mở ra những hướng tiếp cận lâm sàng hoàn toàn mới. Từ một hạ tầng quy mô hàng kilômét, nguồn phát hạt muon giờ đây có thể được thu nhỏ vừa vặn trong một container di động, cho phép triển khai chụp ảnh muography khảo cổ và kiểm tra công trình công nghiệp trực tiếp tại hiện trường một cách nhanh chóng.
Viễn cảnh máy gia tốc va chạm muon thế hệ mới (Muon Collider)
Trong lĩnh vực vật lý năng lượng cao, máy gia tốc va chạm muon đang nổi lên như một giải pháp thay thế hoàn hảo cho các dự án máy gia tốc tròn proton siêu khổng lồ (như Future Circular Collider – FCC có chu vi 91km của CERN dự kiến phê duyệt năm 2028 và vận hành sau năm 2045). Hiệp hội Hợp tác Máy va chạm Muon Quốc tế (IMCC), thành lập vào năm 2020 dưới sự chỉ đạo của Nhóm Giám đốc Phòng thí nghiệm Châu Âu (LDG) và nhận tài trợ mạnh mẽ từ dự án MuCol của EU đến đầu năm 2027, hiện quy tụ hơn 450 nhà khoa học từ 61 tổ chức quốc tế.
Báo cáo khả thi cập nhật đến năm 2026 chỉ ra rằng nhờ khối lượng lớn giúp triệt tiêu bức xạ synchrotron, máy gia tốc va chạm muon có thể đạt được năng lượng va chạm hiệu dụng ở cấp độ parton (parton center-of-mass energy) lên tới 10TeV trong một đường hầm tròn có chu vi cực kỳ nhỏ gọn nằm gọn trong khuôn viên hiện tại của CERN. Dự án này nhận được sự đồng thuận và khuyến nghị ưu tiên hàng đầu từ báo cáo P5 của Mỹ và Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ nhằm xây dựng một cơ sở thử nghiệm công nghệ đồng bộ.
Từ khóa: hạt nhân;
– CMD –
