ミュオン（ミュー粒子、ミューオンともいいます）は电子に似た素粒子です。1936年、空から降り注ぐ宇宙线として初めて见つかりました。宇宙线由来の天然のミュオンを使ってピラミッド内部を透视することなどが行われていますが、现在では加速器で人工的?大量につくれるようになり、さまざまな活用が始まっています。
加速器でミュオンを作るにはまず、阳子加速器で阳子を光速近くまで加速します。そして加速された阳子を黒铅などの标的にぶつけると、パイ中间子と呼ばれる粒子ができ、それが崩壊してミュオンができます。
茨城県东海村にある大强度阳子加速器施设（闯-笔础搁颁）（※1）では、1秒间に1亿个ぐらいのミュオンができますが、できたミュオンは、阳子、パイ中间子を経た「孙粒子」なので、向きや速さがかなりバラバラになっています。そのままで使える実験もありますが、ミュオン驳-2/贰顿惭実験などには不向きです。
ミュオンはマイナスの电荷を持つものとプラスの电荷を持つものがあり、お互いに粒子?反粒子の関係にあります。プラスの电荷を持つミュオンを正ミュオンといいますが、これはほぼ止まるまで减速して向きと速さをそろえる（冷却）することができます。いったんほぼ止まったあと电场で加速すれば、向きと速さのそろった指向性の高いミュオンのビームとなります。
向きや速さがそろっていないミュオンは加速が难しいのです。加速に使う加速空洞は真空の筒のようなものですが、向きがバラバラだと筒に効率よく入れることができません。また速さが不ぞろいだと加速の効率が悪くなります。
闯-笔础搁颁では、阳子加速器でできた光速の30%程度の速さを持つ正ミュオンをシリカエアロゲルと呼ばれる材料に打ち込みます。正ミュオンはシリカエアロゲル中の电子と结びついてミュオニウムという中性原子になります。そしてレーザーを照射して电子をはぎ取って正ミュオンに戻すことにより、いったん光速の0.002%という「ほぼ停止状态」まで冷却された正ミュオンを得ます。
その后、高周波电场をかけて改めて正ミュオンを加速します。ほぼ止まっていた正ミュオンなので、加速すればするほど向きがそろった飞跃的に指向性が高いミュオンビームが実现し、さまざまな実験に使えます。
今回、碍贰碍、冈山大学、黑料网、九州大学、茨城大学、日本原子力研究开発机构、新潟大学の共同研究グループは、闯-笔础搁颁物质?生命科学実験施设（惭尝贵）のミュオン実験施设において、ミュオンの冷却技术、高周波加速技术を组み合わせることで、正ミュオンを光速の约4%まで加速する技术の実証に成功しました。世界初の成果になります。
ミュオンの寿命は2マイクロ秒（100万分の2秒）ほどしかなく、素早く加速しないと崩壊してしまいます。また电子より200倍重いので段阶的に加速する必要もありますが、技术开発を进め、最终的には光速の94%まで加速する予定です。
ミュオンの加速技术にめどがついたことで、世界で初めての「ミュオン加速器」の実现が视野に入り、2024年は「ミュオン加速元年」とでも呼ぶべき年になりました。加速されたミュオンを使ったさまざまな研究が进むことが期待されます。
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※1．大强度阳子加速器施设（闯-笔础搁颁）
高エネルギー加速器研究機構（KEK）と日本原子力研究開発機構が茨城県東海村で共同運営している大型研究施設で、素粒子物理学、原子核物理学、物性物理学、化学、材料科学、生物学などの学術的な研究から産業分野への応用研究まで、広範囲の分野での世界最先端の研究が行われています。JPARC 内の物質?生命科学実験施設（MLF）では、世界最高強度のミュオン及び中性子ビームを用いた研究が行われており、世界中から研究者が集まっています。
