De Thomas Jefferson National Accelerator Facility, een van de twee labs dat op een dag gastheer van het Elektron-Ion ColliderPhoto: DOE Jefferson Lab
Een voorgestelde miljard dollar van de Amerikaanse deeltje collider heeft ontvangen, heeft de enthousiaste steun van de AMERIKAANSE Nationale Academie van Wetenschappen, Techniek en Geneeskunde, volgens een onlangs vrijgegeven rapport.
Dit voorstel van de “elektron-ion collider” of EIC, zou dienen als een state-of-the-art faciliteit is ontworpen om het antwoord op enkele van de diepste vragen over ons Heelal. De Nationale Academies “vindt een overtuigend wetenschappelijk bewijs voor een dergelijke faciliteit,” volgens het rapport dat vandaag werd vrijgegeven.
“Kunnen We de EIC,” en de nucleaire fysica bestudeert, “als de laatste grens van het Standaard Model van de fysica,” Ani Aprahamian, hoogleraar experimentele kernfysica aan de Universiteit van Notre Dame, zei in een Nationale Academies webinar op dinsdag.
Een elektron-ion collider zou breken in een straal van gepolariseerde elektronen met een bundel gepolariseerd protonen bij hoge luminositeit, wat betekent dat de deeltjes in elke bundel hebben afgestemd spins en de balken zijn geperst tot het maximaliseren van de botsingen. Een dergelijk experiment is bedoeld om de studie van de structuur binnen de atoomkernen en protonen. Tal van mysteries blijven op dit vlak—zoals protonen hun nucleaire spins in de eerste plaats, of waarom ze weegt meer dan 100 keer meer dan de som der delen (de zogenaamde quarks), bijvoorbeeld.
Het elektron-ion collider in feite fungeren als een microscoop, waarbij elektronen dienen als voelers in het interieur van de atomen.
Het rapport is een belangrijke volgende stap in het experiment met het verhaal na 2015 een rapport van de Nuclear Science Advisory Committee “sterk aanbevolen” de EIC ‘ s bouw. De Nationale Academies rapport concludeert dat de accelerator is belangrijk, zowel voor de nucleaire fysica, andere onderzoeksgebieden, en het gaspedaal wetenschap in het algemeen: “[T]hij antwoorden op deze fundamentele vragen over de aard van de atomen, zal ook gevolgen hebben voor de deeltjesfysica en de astrofysica en eventueel andere velden. Omdat een EIC zal vereisen belangrijke ontwikkelingen en innovaties, de impact van de bouw van een EIC zal invloed hebben op alle versneller op basis van wetenschappen,” het zegt.
Op dit moment zijn er twee labs met de helft van de puzzel iedere strijden voor de collider. Een deeltjesversneller, de Relativistic Heavy Ion Collider in Brookhaven National Lab (BNL) in New York, heeft al een ring die versnelt gepolariseerde protonen, en zou u hoeft alleen maar een elektron ring. De andere, de Thomas Jefferson National Accelerator Facility (JLab) in Virginia, heeft een elektron accelerator, en zou moeten van de proton-ring.
Voor nu, de labs zijn samen te werken. Volgens een gezamenlijke verklaring van BNL en JLab: “We zijn erg blij om te zien de resultaten van het NAS-rapport. Wij staan volledig achter de bevindingen van de commissie en dank de leden voor hun inspanningen. We kijken uit naar de DOE-en NSF-goedkeuring van de bevindingen van de commissie, en te werken met die instanties en de wereldwijde nucleaire fysica van de gemeenschap om het EIC een realiteit.”
Geen besluit heeft genomen, welke lab bouwt het experiment, noch heeft een kostprijs vastgesteld, maar een rapport 2015 uit de Natuur vermelde schattingen rond de $1 miljoen tot $1,5 miljard. Adrian Cho, schrijven voor de Wetenschap, wijst erop dat het Ministerie van Energie, die zou financieren het project, is bezig met de bouw van een nucleaire fysica faciliteit van de Universiteit van Michigan dat kost $730 miljoen, dus het EIC waarschijnlijk niet in de DOE bezienswaardigheden gewoon nog niet.
Het nieuwe rapport “is belangrijk, want het legt de wetenschap geval voor een nucleaire faciliteit die zal inluiden in het volgende tijdperk te bestuderen van de structuur van alledaagse materie in termen van de fundamentele bestanddelen,” zei Christine Aidala, een hoogleraar kernfysica aan de Universiteit van Michigan.
De consensus is duidelijk: de Amerikaanse nucleaire fysici willen echt een elektron-ion collider.
Disclosure: ik heb een paar EIC-gerelateerd onderzoek aan het Brookhaven National Lab als een undergraduate student.