国際チームが、ムオニウムがその反物質対応物であるアンチムオニウムへの希少な変換を検出するためのMACE実験を開始した。このプロセスが観測されれば、レプトン風味保存を破ることで素粒子物理学の標準模型に挑戦するだろう。本プロジェクトは、20年以上前に実施された以前の探索を大幅に改善することを目指す。
中山大学と中国科学院現代物理学研究所の研究者らが主導するMACE実験は、ムオニウム——陽性ミュオンが電子に束縛された短命の系——が自発的にアンチムオニウムに変換されるという捉えどころのない事象を標的とする。このような発見は、標準模型を超える新物理を示唆し、高エネルギー規模での未知の力や粒子を明らかにする可能性がある。 研究チームはこの変換を「レプトン部門における新物理のクリーンで独自の探針」と形容する。彼らは特定のモデルへの感度を強調し、「他の荷電レプトン風味違反プロセスとは異なり、この変換は根本的に異なる∆Lℓ = 2モデルに敏感であり、他の実験では到達できない物理を明らかにできる」と述べている。 この効果を観測する最後の試みは1999年にスイスのパウル・シェラー研究所で行われた。MACEは感度を100倍以上向上させ、変換確率約10^{-13}を目標とする。これには高強度表面ミュオンビーム、ムオニウム生成のためのシリカエアロゲル標的、背景雑音から信号を区別する先進検出器などの革新が必要だ。 「我々の設計は、先進的なビーム、ムオニウム生成標的、検出器技術を統合し、強力な背景から信号を分離する」とチームは述べる。「これによりMACEはレプトン風味違反を探す最も敏感な低エネルギー実験の一つとなる」。 初期のフェーズIでは、ムオニウムから2光子への崩壊やミュオンから電子＋2光子への崩壊など他の希少崩壊も前例のない精度で探る。肯定的結果は10〜100 TeVのエネルギーでの物理を明らかにし、計画中の衝突型加速器に匹敵する。 基本的な洞察を超え、低エネルギー陽電子システムや高分解能検出器などの実験技術は、材料科学や医学研究への応用が期待される。恵州の研究エコシステム内に位置し、高強度重イオン加速器施設や中国主導加速器駆動システムなどの施設と共に、MACEは中国のグローバル素粒子物理学における役割を強化する。チームの言葉：「我々は単に実験を構築しているのではない；自然の法則への新たな窓を開いている」。