Kedden a Nemzeti Tudományos, Mérnöki és Orvostudományi Akadémia jelentést tett közzé, amely teljes körű támogatást nyújtott egy új részecskegyorsító projektnek, az úgynevezett Electron-Ion Collider (EIC) -nek. A jelzés jelentős lépés a projekt alapjainak felépítéséhez és a részecskefizika továbbjuttatásához a következő szintre.
Ellentétben az Európában levő nagy hadron-ütközővel (LHC), amely a protonokat szétbontja protonokká kis fénysebesség mellett, az új gép nagy energiájú elektronnyalábot protonokká vagy nehezebb ionokká osztja szét - adrian Cho a Science-ban . Ezek az ütközések, Ani Aprahamian, a Notre Dame nukleáris fizikusa, a jelentés társelnöke elmagyarázza Cho-nak, tisztább és könnyebben értelmezhető eredményeket hoznak az LHC-hez képest, és jobban tesztelhetik, hogy a protonok és atomi atomok belsejében lévő kvarkok és gluonok hogyan állnak rendelkezésre. el vannak rendezve.
Kiderül, hogy bár nagyon jó munkát végeztünk új elemi részecskék, vagy a protonokat, neutronokat és atomokat alkotó bitek és darabokat azonosítunk, továbbra is nehezen tudjuk kitalálni, hogy mindegyik hogyan illeszkedik egymáshoz. Még azt sem tudjuk, hogy valójában hogyan néz ki egy proton vagy egy mag.
Az MIT fizikusa, Richard Milner Jennifer Chu-nak mondja a MIT News-ban, hogy az új gyorsító három fő kérdésre válaszolhat: Az első az, hogy megértsük, honnan származik egy proton tömege, mivel akár 100-szor is nagyobb lehet, mint a a benne lévő darabok és darabok. (A három kvark súlya, amelyet a gluonok által termelt erős nukleáris erő köti össze, a proton tömegének mindössze 5% -át teszi ki.) Másodszor, a kutatók remélik, hogy jobban megértik a szögmozgás vagy a „spin” fogalmát. Harmadszor, az EIC esetleg segít felfedni, hogy a gluonok, amelyek más részecskéket együtt tartanak, működnek. "Az anyagban lévő glónok kissé hasonlítanak a sötét anyaghoz az univerzumban: láthatatlanok, de döntő szerepet játszanak" - mondja Milner. "Egy elektron-ion ütköző potenciálisan új állapotokat fedezhet fel, amelyek a nukleonokban és a magokban sok gluon szoros csomagolása eredményeként alakulnak ki."
Két nemzeti laboratórium már versenyben áll a gyorsító befogadására, bár valószínűleg néhány évvel később hivatalosan elindítja a projektet az Energiaügyi Minisztérium. Várható, hogy a projekt korszerűsíti a létező ion ütközőt a Brookhaven Nemzeti Laboratóriumban, a Long Island-en, vagy az elektronnyalábot a Thomas Jefferson Nemzeti Gyorsító laboratóriumban, Newport Newsban, Virginia. Edwin Cartlidge, a Nature szerint a Nukleáris Tudományos Tanácsadó Bizottság három évvel ezelőtti jelentése szerint a projekt legalább 1 milliárd dollárba kerülne.
A projekt ütemterve kérdéses. A létesítményt felépítő Energiaügyi Minisztérium jelenleg a Michigan Állami Egyetemen lévő 730 millió dolláros eszköz finanszírozására szolgál ritka izotópnyalábok számára, és valószínűleg nem lesz képes újabb nagyszabású projekt irányítására, amíg ez nem fejeződik be. 2020-ban.
Cartlidge emellett rámutat arra, hogy Kínában és az európai CERN-ben jelenleg is tervezik az elektron-ion ütközők kérdését, és hogy a három csoportnak fontolóra kell vennie az együttműködést azért, hogy hamarosan bármikor elérhető legyen a projekt. És akkor van az Egyesült Államok tele története részecskegyorsítókkal. 1993-ban a Kongresszus megszüntette a Szupravezető Super Collidert, egy hatalmas részecskegyorsítót, amely évtizedekkel megelőzte volna a Higgs-bozon és más részecskék felfedezését, még mielőtt azt 2012-ben felfedezték az LHC-ben. Azaz, a politika megkerülheti a az EIC.
Cho arról számol be, hogy nem ez lenne az első épülő EIC. A Hadron-Electron Ring Accelerator (HERA) nevű projekt verzióját Németországban 1992 és 2007 között végezték, és ez a gluon felfedezéséhez vezetett. Az ütköző amerikai változata alacsonyabb energiával működne, de az ütközések száma 100 és 1000 között lenne, exponenciálisan több adatot eredményezve.
2015-ben, amikor a befolyásos Nukleáris Tudományos Tanácsadó Bizottság nyilvánosan jóváhagyta az EIC felépítését, Donald Geesaman, az illinoisi Argonne Nemzeti Laboratórium nukleáris fizikusa és az NSAC elnöke beszélt az EIC létrehozásának tudományos szükségességéről, kijelenti: "Amíg nem rendelkezik az EIC-vel, vannak olyan nukleáris fizika területek, amelyekben nem fogunk haladást elérni."
