5 개월 전, 미국 에너지 부 (DOE)는 입자 물리학을 전문으로하는 미국의 단독 실험실의 물리학 자들에게 향후 10 년 동안 190 억 달러 규모의 플래그십 실험에 대한 계획을 더 저렴한 덩어리로 자르라고 요청했습니다. 어제 일리노이 주 바타 비아에있는 Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab)의 관계자들은 LBNE (Long-Baseline Neutrino Experiment)의 첫 단계에 대한 개정 계획을 연방 자문 패널에 발표했습니다. 이 계획의 선호 옵션은 7 억 7,900 만 달러의 비용이 들지만 미국 계획가들은 외국 정부가 1 억 3 천 5 백만 달러를 추가로 기꺼이 할 의사가 있다면 프로젝트를 실질적으로 개선 할 수 있다고 말합니다.
Doe 's Science Office의 이사 인 윌리엄 브린 만 (William Brinkman)은 메릴랜드 주 록빌에서 열린 고 에너지 물리 자문 패널 회의에서 프레젠테이션에 참석했다. Fermilab의 부국장이자 LBNE Reconfiguration 조향위원회 의장 인 Young-Kee Kim과 동료들은 8 월 7 일 Brinkman에 서면 보고서를 제출했습니다.
중성미자는 아마도 알려진 기본 물질에 대해 가장 잘 이해되지 않을 것입니다. 그것들은 전자 중성미자, 뮤온 중성미자 및 타우 중성미자의 세 가지 유형으로 제공되어 입자가 거의 가벼운 속도로 지퍼로서 서로 변형 될 수 있습니다. LBNE는 적어도 원래 설계된대로 "중성미자 진동"을 결정적으로 측정 할 것입니다. 또한 중성미자와 안티 누트 리노스가 다르게 진동한다는 증거를 찾을 수 있습니다. CP 위반이라는 시나리오는 우주가 반자보다 훨씬 더 많은 것을 포함하도록 어떻게 진화했는지 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. LBNE 탐지기는 깊은 지하로 지어진 경우 일부 이론에 의해 예측 된대로 양성자가 부패하고 초신성에서 중성미자를 감지하고 대기를 치는 우주 광선에 의해 붕괴 될 수 있다는 신호를 찾을 수 있습니다.
Kim은 LBNE의 첫 단계에 대한 새로운 계획을 발표했습니다. 선호되는 옵션은 Fermilab에 새로운 빔 라인을 구축하여 지구를 통해 1300 킬로미터를 발사하여 사우스 다코타의 리드에있는 버려진 홈스테이크 골드 광산의 표면에있는 입자 탐지기로 발사합니다. 이 검출기에는 10,000 톤의 냉담한 액체 아르곤이 포함됩니다. (원래 LBNE 디자인은 더 큰 34,000 톤 탐지기 감지기가 홈스테이크 깊이 1480 미터와 Fermilab의 더 작은 "근처 탐지기"를 요구했습니다.)
운영위원회는 Fermilab의 기존 중성미자 빔을 계속 사용하기위한 대안 계획을 고려했으며, 현재 중성미자를 Soudan 광산에 735km, 미네소타에있는 Ash River의 표면 탐지기에 810km를 발사하고 있습니다. 현재 빔을 업그레이드함으로써 연구원들은 기존 탐지기를 교체하기에 충분한 비용을 절약 할 수 있다고 추정했으며, Ash River의 30,000 톤 액체 아르곤 탐지기 또는 Soudan의 713 미터 깊이에 15,000 톤 탐지기를 구축했습니다. 그러나 운영위원회는 궁극적으로 홈스테일에 건물이 더 풍부한 장기 프로그램을 향한 첫 단계가 될 것이라고 결정했다.
일부 물리학 자들은 새로운 탐지기를 표면에 배치하는 것에 대해 회의론을 표명했습니다. 그곳에서 우주 광선 및 기타 배경 방사선 소스의 간섭은 양성자 붕괴 또는 초신성 폭발로 인한 신호를 늪에 빠뜨릴 것입니다. 연구원들은 여전히 타이밍 시스템을 사용하여 Fermilab의 중성미자 펄스의 도착을 감지 할 수 있지만 측정은 지하보다 덜 민감합니다.
.Fermilab 관계자는 1 억 3 천 5 백만 달러를 추가 할 수 있다면 그 문제를 해결할 수 있다고 생각합니다. 이를 통해 홈스테크에서 지하 10,000 톤 탐지기를 건설 할 수 있습니다. 그리고 그들은 유럽, 인도 및 기타 미국 자금 지원 기관이 그 금액을 조언 할 수 있기를 바라고 있습니다. 인도는 협력에 관심을 표명했다고 덧붙였다
여분의 돈을 유치하는 것은 멀리 가져 오지 않을 수 있습니다. 유럽 물리학 자들은 이미 스위스 제네바 근처의 유럽 입자 물리 실험실 실험실 CERN에서 732km 떨어진 중성미자를 발사하는 자체 중성미자 실험을 가지고 있습니다. 그리고 일부 유럽 연구자들은 핀란드 중부의 Pyhäsalmi 광산에서 북쪽으로 2300km 떨어진 중성미자를 촬영하는 더 큰 실험을하고자합니다.
그러나 CERN은 이미 세계 최대의 Atom Smasher 인 대형 Hadron Collider 로의 비싼 업그레이드를 위해 최선을 다하고 있기 때문에 새로운 인프라를 지불하는 것은 어려울 수 있습니다. 많은 물리학 자들은 이러한 작업을 통해 새로운 주요 프로젝트를 연간 12 억 달러의 예산에 맞추기 위해 고군분투 할 것이라고 많은 물리학 자들은 말했다. 따라서 LBNE의 훨씬 저렴한 구매는 매력적인 옵션 일 수 있습니다. CERN의 연구 책임자 인 Sergio Bertolucci는“유럽 [LBNE 탐지기]의 기여로 인해 지하로 가서 다른 제안과 경쟁 할 수 있다는 아이디어는 유럽에 관심을 끌 것이라고 확신한다.
그러나 유럽이 치핑을 고려하기 전에 미국은이 프로젝트에 전념해야 할 것이라고 Bertolucci는 말했다. 미국이 할 것이라는 것은 여전히 확실하지 않습니다. Brinkman은“우리는 [새로운 계획]을 예산에 맞추는 방법을 고려하고있다. "고 에너지 물리학 예산에 대한 많은 요구가 있습니다."
.Kim은 새로운 계획은 10 월 말에 첫 DOE 검토를 거치게 될 것이라고 말했다. 통과되면 연구원들은 소위 엔지니어링 설계 작업을위한 전제를 얻게됩니다. DOE가 궁극적으로 의회에 연간 예산 요청에 프로젝트를 추가하는 것을 승인하고 국회의원들은 자금 지원을 승인한다면, LAB 관계자는 2015 년에 건설을 시작하고 2021 년 또는 2022 년에 실험을 완료하고 운영하기를 희망합니다.
