비용 초과로 어려움을 겪고, Energy (Department of Energy) (DOE)는 미국의 차세대 Great Particle Physics 실험을 두 단계로 구축하기로 결정했다고 이번 달 물리학 자들은 물리학 자들에게 말했다. 이 결정은 Megaproject (실제로 LBNF)라고 불리는 두 가지 얽힌 노력과 DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment)이라는 두 가지 얽힌 노력이 10 년 후반이 아닌 2030 년대 중반까지 원래 사양으로 완료되지 않았으며 이미 풍선 비용이 더욱 증가 할 것임을 의미합니다.
.그러나 조정 된 계획은 2029 년 초에 LBNF/Dune의 슬림 한 버전을 가져와야한다고 연구원들은 말했다. 이 타임 라인을 통해 실험은 여전히 일본에서 Hyper-Kamiokande (Hyper-K)라는 경쟁자를 주요 중성미자 측정으로 이길 수있는 기회가 있다고 Snowmass 프로세스로 알려진 지역 사회 계획 운동에서 3 월 16 일 비디오로 계획을 세웠다. Siegrist는 이메일로 썼다.
Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab)의 중성미자 물리학 자이자 1400 명의 Dune Collaboration의 공동 대변인 인 Regina Rameika는이 프로젝트에 관련된 물리학 자들이 압정의 변화를 제안했다고 말했다. 그녀는“우리는 모두 우선과 두 번째로 나오는 것에 대해 같은 페이지에 있습니다. 그러나 스페인의 에너지, 환경 및 기술 연구 센터의 모래 언덕 물리학자인 이스 길 보 텔라 (Inés Gil-Botella)는 뻗어있는 일정은 도전을 제시한다고 말했다. "우리는 1 단계와 2 단계 사이의 지연을 최대한 줄이기 위해 더 열심히 노력해야합니다."라고 그녀는 말합니다. 개정 된 계획은 현재 30 억 달러의 비용 추정치 (원본의 두 배)가 첫 번째 단계에만 적용됨을 분명히합니다.
중성미자는 거의 질량이없고 거의 상호 작용하지 않는 중성미자는 세 가지 유형의 전자, 뮤온 및 타우 (Tau)가 생성되는 방식에 대한 세 가지 유형으로 나옵니다. 입자가 가까운 조명 속도에서 지퍼로서 한 유형으로 변형 될 수 있습니다. 이러한 중성미자 진동을 연구하기 위해, 물리학 자들은 입자 가속기로 생성 된 뮤온 중성미자 빔을 수백 킬로미터 떨어진 거대한 탐지기로 발사 할 수 있습니다.
LBNF/Dune은 사우스 다코타 주 리드에서 버려진 홈스테이크 금광에서 1300km 떨어진 Fermilab에서 1300km 떨어진 탐지기로 강렬한 뮤온 중성미자 광선을 쏠 것입니다. 냉정한 액체 아르곤으로 채워진 새로운 사구 검출기는 전례없는 세부 사항으로 중성미자와 원자 핵의 충돌을 포착 할 것입니다. 물리학 자의 중성미자 진동 이론을 산성 테스트에 넣는 것 외에도, 중성미자의 진동과 안티 누우 트리 노의 비대칭 인이 우주가 반물질보다 더 많은 물질을 생성하는 데 도움이 될 수있는 비대칭 인 CP (Charge-Parity) 위반을 검색 할 것입니다.
.10 년 동안 쇠약해진 후, 미국 물리학 자들은 2013 년 이전의 눈길을 끄는 실험을 중단했습니다. 1 년 후, Doe의 Particle Physics Project Prioritization 패널 (P5)은 새로운 플래그십 국내 노력이라고 선정했습니다. 2015 년에 DOE는 P5 Vision :TARGET 질량이 40,000 톤 이상인 액체 아르곤 검출기, Multimegawatt 양성자 빔으로 구동되는 중성미자 빔 및 Fermilab의 더 작은 검출기를 갖는 유동적 인 아르곤 검출기를 갖는 P5 Vision을 수용했습니다. Doe는 20 억 달러 미만이며 2028 년까지 완료 될 것이라고 Doe는 추정했다. 그러나 광산에서의 보수 및 발굴은 비용과 지연 진행을 유도하는 데 도움이되었습니다.
이제 Siegrist는이 프로젝트가 더 작게 시작될 것이라고 밝혔다. 사우스 다코타의 탐지기는 4 개의 계획된 아르곤 모듈 중 2 개만 함유되어 있으며 24,000 톤을 넘지 않는 대상 질량이 결합되어 있다고 말했다. Fermilab의 양성자 빔의 힘은 1.2 메가 와트로 제한되며 실험실의 탐지기는 더 간단합니다. 첫 번째 단계를 완료 한 후, Doe는 수억 달러의 비용이 드는 업그레이드에서 더 큰 탐지기와 더 나은 빔을 추구 할 수있었습니다.
첫 번째 단계만으로 LBNF/Dune은 CP 위반을 측정 할 수 있어야합니다. 그러나 일본의 하이퍼 K를 가진 물리학 자들은 LBNF/Dune 1 년 전 2028 년에 데이터를 가져 가기 시작할 것이라고 말했습니다. Hyper-K는 키가 70 미터이며 260,000 톤의 초음파수로 채워진 지하 원통형 탱크로 구성됩니다. 약 40,000 개의 광택이 일본의 양성자 가속기 연구 단지에서 중성미자가 동쪽으로 295km 떨어진 곳에서 상호 작용할 때 생성 된 독특한 빛의 섬광을 포착 할 것입니다.
.셰필드 대학의 하이퍼 K 물리학자인 매튜 말렉 (Matthew Malek)은 일본 노동자들은 이미 발굴을 시작했다고 말했다. 그는 일본의 일정에 대한 비교적 보수적 인 접근 방식을 감안할 때 그 날짜가 유지 될 것으로 보인다고 그는 말했다. "이 단계에서는 Hyper-K 전에 Dune이 켜질 가능성이 없습니다."라고 그는 말합니다. 그러나 쌍둥이 도시 미네소타 대학교 (University of Minnesota)의 모래 언덕 물리학자인 마빈 마샬 (Marvin Marshak)은 미리 레이스를 인정하지 않을 것입니다. "지난 50 년 동안 내가이 일을해온 한 가지는 경쟁을 과대 평가하는 것이 아닙니다."라고 그는 말합니다.
Hyper-K와 Dune은 또한 초신성 폭발에서 중성미자를 검색하고 양성자가 부패 할 수 있다는 징후를 검색 할 것입니다. Dune의 궁극적 인 목표는 물리학 자의 3 가지 중성미자 유형 모델을 충분히 정밀하게 조사하는 것이 어떤 수준에서 어떤 수준에서 분해되는 지 알 수 있다고 Gil-Botella는 말합니다. 기술적 인 이유로 Hyper-K는 그렇게하기 위해 고군분투 할 것이라고 그녀는 말합니다.
DOE는 물리학 자들이 새로운 스노우 매스 프로세스와 그 이후의 P5 우선 순위에서 두 번째 단계의 과학적 사례를 평가하도록 요청했으며, 회의론자들은 회의론자들이 전체 프로젝트가 더 높은 비용의 가치가 있는지에 대해 의문을 제기 할 수있는 기회를 제공합니다. 피츠버그 대학교의 이론가 인 타오 한 (Tao Han)은 스노우 매스 조직에 참여한 미국 물리학 자들이 이에 대한지지를 되풀이 할 것이라고 예측했다. "우리는 커뮤니티 지원이 최종 목표에 도달 할 것입니다."라고 그는 말합니다.
Malek은 새로운 계획이 Doe의 첫 번째 단계만을 말하는 방법인지 궁금합니다. "여러 단계에서 무언가를 만들 때 첫 단계를 넘어 설 가능성은 더 가능성이 높습니다."라고 그는 말합니다. Brookhaven National Laboratory의 모래 언덕 물리학자인 Mary Bishai는 다음과 같이 다르게 읽습니다.“Jim Siegrist는‘제설기로 가서 세 번째와 네 번째 탐지기 모듈에 대한 계획을 가지고 돌아와서 다시 돌아 왔습니다.’‘우리는 끝났습니다.’
.이 문제는 미국 프로그램의 플럭스시기에 발생합니다. 미국의 유일한 전용 입자 물리학 연구소 인 Fermilab은 2021 년 9 월 Nigel Lockyer가 발표 한 후 DOE가 연례 공연 검토에서 실험실에 실패하기 3 개월 전 LBNF/Dune과의 문제를 인용하기 3 개월 전에 물러날 것이라고 발표 한 후 새로운 감독을 찾고 있습니다. 그리고 3 월 31 일, 69 세의 Siegrist는 10 년 동안 Doe의 고 에너지 물리학 프로그램을 이끌고 은퇴 할 것입니다. 미국 입자 물리학이 거친 물에 들어 오면 누가 지배 할 것인지는 불분명합니다.
