Это – азартная игра, что ведущие американские физики частицы говорят, что они должны взять: Для окончательного начала работы при строительстве их следующего мегапроекта в единственной лаборатории физики элементарных частиц США — Ферми Национальная Лаборатория Акселератора (Fermilab) в Батавии Иллинойс — они хотят организовать его как международное сотрудничество — даже если это означает уступать истребительные меры борьбы эксперимента к совету стран-членов.Та рекомендация прибывает из плана действий эскиза для американской физики элементарных частиц, представленной сегодня федеральной консультативной группе в Вашингтоне, округ Колумбия, Требуемом Министерством энергетики (DOE) и Национальным научным фондом (NSF) 8 месяцев назад, отчет оперативной Панели (P5) Установления приоритетов Проекта Физики элементарных частиц в основном охватывает те же главные проекты, которые физики обдумывали в течение многих лет. Но это ударяет решительно больше международного тона, чем предыдущие планы. «Преследуйте самые важные возможности везде, где они и принимают уникальные, средства мирового класса, привлекающие глобальное научное сообщество», читает первая из его 29 рекомендаций.«Я думаю, что случай для продолжения этого пути убедителен [потому что] совместно, мы можем обратиться ко всей физике», первоначально предполагаемой для проекта Fermilab, говорят Эндрю Лэнкфорд, физик частицы в Калифорнийском университете (UC), Ирвин и председатель САМКИ и Высокоэнергетической консультативной группы физики (HEPAP) NSF, уполномочившей отчет. «Вопрос, будут принимающие решения лица в Вашингтоне ценить его?»
Картируя курс в течение следующего десятилетия, отчет обращается к Fermilab с просьбой строить так называемое сооружение нейтрино длинной базисной линии. Мегапроект стрелял бы, neutrinos 1 300 километров к гигантскому подземному датчику, заполненному 40 000 тонн холодного жидкого аргона, записывают 1 480 метров в заброшенном золотом руднике в Южной Дакоте. Это училось бы, как три типа или «ароматы» neutrinos превращаются или «колеблются» в друг друга, поскольку они мчатся вперед с близкой скоростью света.
Исследователи ищут асимметрию между тем, как neutrinos и антинейтрино колеблются, который мог помочь объяснить, как развивающаяся вселенная генерировала так много вопроса и так мало антивещества.У исследователей Fermilab уже есть определенный план относительно такого проекта, названного Экспериментом нейтрино Длинной Базисной линии (LBNE). Но ограничения бюджета уменьшили его вниз так, что это больше не стоит делать, говорит P5. Это рекомендует начать строить международный эксперимент, еще более амбициозный, чем оригинальное предложение LBNE.
Но САМКА, главный инвестор американской физики элементарных частиц, должна была бы, скорее всего, уступить контроль его, заявляет директор Фермилэба, Найджел Локайер. «Мне это – поддающийся трансформации момент», говорит он. «Но американское правительство должно признать, что оно должно бросить что-то в способе, которым они обычно делают вещи».В движении международного, P5 следовал за инициативой, взятой на себя европейскими физиками частицы в прошлом мае, когда они пересмотрели свою долгосрочную стратегию. В европейском докладе предполагалось разделение самых больших проектов области среди Европы, США и Японии. Европа продолжала бы управлять самым высоким энергетическим ускорителем ядерных частиц в мире, Большим коллайдером адрона (LHC) 27 километров длиной в европейской лаборатории физики элементарных частиц, CERN, в Швейцарии — который 2 года назад раскопал давно разыскиваемый бозон Хиггса.
Европа была бы готова способствовать крупному эксперименту нейтрино, возможно в США, и к предложенному Международному линейному коллайдеру (ILC). То, что 30-километровый коллайдер электронного позитрона изучил бы бозон Хиггса очень подробно, и японские физики надеются принять его.В соответствии с тем глобальным видением, сообщение P5 помещает высший приоритет на продолжительное американское участие в LHC и говорится, что физики должны работать как запланировано для обновления 10-кратным уровня, при котором LHC разбивает протоны.
Больше чем 1 200 физиков работают над двумя самыми большими экспериментами, питаемыми LHC, множеством американской общины физики элементарных частиц. «Обновления LHC являются нашим самым высоким приоритетом краткосрочный крупный проект», сказали Стивен Риц, физик из Санта-Круза UC и стул P5, HEPAP. Точно так же, если Япония продвигается с ILC, то США должны присоединиться к тому сотрудничеству — если деньги позволяют.В целом, отчет P5 обращается ко всему американскому портфелю физики, включая проекты, большие и маленькие. Например, информированный более ранним годовым обзором сообщества, известным как процесс Сноумасса, это рекомендует увеличенное финансирование для меньших подземных экспериментов, стремящихся обнаружить частицы темной материи — таинственный материал, сила тяжести которого связывает галактики.
С другой стороны это требует прекращения текущих R&D усилий развить коллайдер, разбивающий мюоны, более тяжелых нестабильных кузенов электронов и несколько других проектов.Физики и должностные лица САМКИ надеются, что план поможет объединить американскую общину частицы, которой они боятся, стал фрагментированным. Некоторые выдающиеся физики подвергли сомнению значение строительства эксперимента нейтрино и вместо этого стремились к большему усилию на ILC или в астрофизическом исследовании.Та проблема была усилена сокращениями к плану LBNE.
Физики Fermilab предположили строительство датчика нейтрино, заполненного 34 000 тонн жидкого аргона в Homestake. Глубокий метрополитен, датчик, возможно, также искал знаки что протоны в жидкой порче аргона — ключевом предсказании некоторых теорий — и пятне neutrinos от сверхновых звезд.
Но должностные лица САМКИ передумали относительно ценника LBNE за $1,9 миллиарда. Так, в августе 2012 физики Fermilab предложили версию за $789 миллионов с датчиком меньше чем одна треть размер на поверхности.
Это, возможно, изучило только колебания нейтрино, и только ограниченным способом.Существует потенциальная помеха в глобальном видении P5, как бы то ни было. Группа должна была рассмотреть, что сделать согласно трем сценариям: Тот, в котором бюджет физики элементарных частиц САМКИ, теперь $797 миллионов, увеличивает на 5% более чем 10 лет, тот, в котором он увеличивает на 17% более чем 10 лет и тот, где это неограниченно.
В любом из первых двух случаев США не могли позволить себе внести больше, чем скромные R&D деньги и возможно некоторые аппаратные средства к ILC.Это может вызвать изжогу для японских покровителей ILC, мечтающих о других странах для согласия на проект.
И японские физики нейтрино, у которых исторически есть край по их американским коллегам, могут тогда утверждать, что их страна была бы лучше обслужена путем преследования их собственного огромного эксперимента нейтрино, уже в планировании. «Это – проблема для стратегии», говорит Лэнкфорд, несмотря на то, что он добавляет, что американский проект мог бы быть в состоянии идти вперед без японского участия.В конечном счете успех плана будет зависеть от того, покупает ли сообщество в него, говорит Лэнкфорд. «Мы полагаем, что это – хорошая программа, и это уравновешивается», говорит Лэнкфорд. «Мы действительно думаем, что это – что-то, от чего могут отстать люди».
Если они не делают, исследователи говорят, нет плана B.*Исправление, 27 мая, 15:53: история была пересмотрена для исправления сценариев бюджета группа, которую рассматривают.