미국은 이니셔티브를 포착하고 곧 중성미자라고 불리는 애매하고 거의 질량이없는 입자 (우리가 우리의 반 입자) 인 경우에만 가능한 가설 된 유형의 핵 붕괴를 찾기 위해 대규모 실험을해야합니다. 이는 미국 핵 물리학 자들이 개발 한 새로운 장거리 계획의 4 가지 권장 사항 중 하나입니다. 오늘 워싱턴 D.C.에서 연방 자문 패널에 발표 된이 계획은 에너지 부 (DOE)의 핵 물리학 프로그램과 국립 과학 재단 (NSF) 물리 프로그램에서 다가오는 10 년을 계획 할 것입니다. 연구원들이 새로운 부패를 관찰하고 3 년 이내에 실험 작업을 시작하기를 희망한다면, 발견에는 핵 및 입자 물리학에서 교과서를 다시 작성해야합니다.
NSAC (Nuclear Science Advisory Committee)에 의해 만장일치로 승인 된이 보고서는 즉시 DOE 공무원의 찬사를 받았다. Doe의 51 억 달러 규모의 과학 사무소의 Patricia Dehmer는 올해 핵 물리학 프로그램에 5 억 9 천 5 백만 달러를 소비 할 "야심 찬 계획"이라고 말합니다. "그것은 과거에 기반을두고 매우 유망한 미래를 바라본다."
예상대로,이 계획은 또한 미국 핵 물리학 자들이 결국 새로운 충돌기를 건설 할 것을 권고했다. 그러나이 보고서는 그러한 전자 이온 콜라이더를 구축 할 수있는 시점에 대한 확고한 타임 라인을 제시하지 않았으며 2020 년대 말까지 완료 할 수 없다고 제안했다. 그럼에도 불구하고 물리학 자와 DOE 관계자는 보고서에서 3 위를 차지한 권고가 여전히 주목할 만하다. 왜냐하면 미국 공동체가 그러한 충돌 사람을 구축한다는 개념 뒤에 모여 있음을 보여주기 때문이다. "나는 그것이 목표를 정의하고 있다고 생각한다"고 Dehmer는 말한다.
그러나이 보고서의 최고 권장 사항은 연구원들이 이미 미국 핵 물리학 자들이 이미 가지고있는 3 가지 주요 시설을 완전히 활용하는 것입니다. 버지니아 주 뉴 포트 뉴스에있는 Thomas Jefferson National Accelerator 시설의 물리학 자들은 CEBAF (Continuous Beam Electron Accelerator Facility)로 3 억 3 천 3 백만 달러를 업그레이드하여 주로 양성자 및 중성자의 내부 구조를 조사하는 데 사용합니다. 이스트 랜싱에있는 미시간 주립 대학의 물리학 자들은 2022 년에 완료 될 때 이국적인 핵을 생성하고 구조를 연구 할 선형 가속기 인 희귀 동위 원소 빔 (FRIB)을위한 730 만 달러 시설을 건설하고 있습니다. 마지막으로, 2000 년 이래로 뉴욕 업턴에있는 Brookhaven National Laboratory의 물리학 자들은 상대 론적 무거운 이온 콜 라이더 (RHIC)를 사용하여 금과 같은 핵을 부수고 문자 그대로 양성자와 중성자를 그들의 구성 요소의 비정질 플라즈마로 녹인다.
새로운 장거리 계획은 가까운 미래를 위해 세 가지 시설, 심지어 RHIC조차도 생명의 끝에 가장 가까운 RHIC를 운영 할 것을 요구합니다. 일리노이 주 Argonne National Laboratory의 물리학 자이자 NSAC 의장 인 Donald Geesaman은“우리가 실제로 말하는 것은 우리가 5 ~ 7 년 동안 RHIC를 운영하고 싶다는 것입니다.
불과 2 년 전, 미국 물리학 자들이 현재 세 가지 시설을 모두 운영 할 수있을 가능성은 거의 없었습니다. 2012 년, 예산이 매우 엄격한 전망에 직면 한 Doe는 NSAC에 어떤 시설, 세바프 또는 RHIC가 있는지 결정하는 데 임무를 맡았으며, 필요한 경우 희생 할 것입니다. 다음 1 월, 물리학 자들은 강제로 선택했다면 RHIC를 폐쇄하기로 결정했다. 그러나 그 이후로, Doe의 핵 물리 예산은 앞으로 몇 년 동안 예산이 인플레이션으로 만 증가하더라도 현재 3 개의 시설을 콘서트에 운영하는 것이 가능하다고 충분히 반등했다고 보고서는 밝혔다. 핵 물리학 부국장 인 디모데 홀먼 (Timothy Hallman)은 이러한 예산 증가는 그러한 삭감을 피하기위한 사례를 얼마나 효과적으로 제시했는지를 반영한다고 말했다.
이 보고서의 네 번째 권장 사항은 최근 몇 년 동안 짧은 슈리프트를 얻은 더 많은 중소 및 중소 프로젝트에 투자하는 것입니다. Geesaman은 "Frib을 건축하기 위해 옳은 일이었다"고 Geesaman은 말한다.
장거리 계획의 최신 요소는 분명히 중성미자 이중 베타 붕괴라고하는 희귀 핵 붕괴를 찾기 위해 빠르게 이동하라는 요청입니다. Hallman은“이것은 확실히 [프로젝트] 가이 시점까지 달린 것과는 다른 범주의 확률에 넣고있다.
일반적인 베타 붕괴에서, 삼중습과 같은 핵의 중성자는 전자와 항-신경 트리노를 뱉어 양성자로 변할 수있다. 셀레늄 -82와 같은 일부 핵은 소위 이중 베타 붕괴로 2 개의 전자와 2 개의 안티 누트 리노를 뱉을 수 있습니다. 그러나 중성미자 이중 베타 붕괴에서는 두 개의 전자 만 핵에서 나옵니다. 그 일이 일어나려면, 중성미자는 하나의 전자로 방출 된 항 혈관이 즉시 중성미자로 재 흡수되어 제 2 전자의 방출을 유발하기 때문에 자체 항 입자 여야합니다.
.중성미자가 고유 한 입자라면, 그것은 광자 글루온과 같은 힘을 발휘하는 입자가 그들 자신의 항 입자 일지 만 해당 속성을 가진 유일한 물질의 빌딩 블록 일 것입니다. 또한 중성미자가 소위 iggs 메커니즘으로 무게를 측정하는 다른 물질 입자와는 달리 질량을 제거해야한다는 것을 의미합니다.
그러한 희귀 한 붕괴를 발견하기 위해서는 (존재하는 경우) 물리학 자들은 배경 방사선이 낮은 지하에서 멀리 일하고 Xenon-136, Germanium-76 또는 Tellurium-130과 같은 많은 양의 핵을 관찰해야합니다. 전 세계의 물리학 자들은 이미 여러 킬로그램의 그러한 물질을 사용하여 실험을 진행하고 있습니다. 그러나 부패를 발견하는 데 톤 규모의 실험이 필요할 것이며, 보고서는 2018 년에 미국에 1 개를 건설하기 시작할 것입니다. "미국이 이끌고 싶다면 우리는 기다릴 수 없습니다." 톤 규모의 실험은 수억 달러가 소요될 것으로 보입니다.
계획을 이행하는 것은 쉽지 않을 수 있습니다. 핵 물리 예산은 향후 10 년 각각의 인플레이션보다 1.6% 증가하거나 3.5%에서 4% 사이의 절대 속도로 증가 할 것이라고 가정합니다. 그것은 큰 순서입니다. Dehmer는 자문 패널 회의에서 경고했습니다. 그럼에도 불구하고, 그녀는 핵 물리 공동체가 2007 년 마지막 장거리 계획을 제시 한 이후 그에 대해 잘 해냈다. Dehmer는 다른 분야의 물리학 자들이 때때로 어려움을 겪는 지역 사회의 기꺼이 그러한 계획을 수용하려는 지역 사회의 의지에 대한 예산 성공을 인정했다.
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