האוניברסיטאות הלאומיות למדעים, הנדסה ורפואה פרסמו ביום שלישי דוח שמאשר תמיכה מלאה בגרסתו לפרויקט מאיץ החלקיקים החדש שנקרא Electron-Ion Collider (EIC). הכיבוי הוא צעד משמעותי לקראת העלאת הפרויקט מהקרקע והעלאת פיזיקת החלקיקים לשלב הבא.
בניגוד ל- Large Hadron Collider (LHC) באירופה, המנפץ פרוטונים לפרוטונים במהירות האור הקרובה, המכונה החדשה הייתה מפזרת קורות אנרגיה גבוהה של אלקטרונים לפרוטונים או יונים כבדים יותר, מדווח אדריאן צ'ו במדע . ההתנגשויות הללו, פיסיקאי גרעיני נוטרדאם אני אברהמיאן, יו"ר הדו"ח, מסביר לצ'ו, מניב תוצאות נקיות וקלות יותר לפרשנות בהשוואה ל- LHC ועדיף לבדוק כיצד הקווארקים והגלואונים בתוך הפרוטונים והגרעינים האטומיים. מסודרים.
מסתבר, בעוד שעשינו עבודה טובה למדי בזיהוי חלקיקים אלמנטריים חדשים, או החלקים המרכיבים פרוטונים, נויטרונים ואטומים, אנו עדיין מתקשים להבין כיצד כולם משתלבים זה בזה. אנחנו עדיין לא יודעים בדיוק איך נראה פרוטון - או גרעין - באמת.
הפיזיקאי של ה- MIT ריצ'רד מילנר אומר לג'ניפר צ'ו ב- MIT News כי המאיץ החדש יוכל לענות על שלוש שאלות עיקריות: הראשונה היא להבין מאיפה המסה של פרוטון מגיעה, מכיוון שהיא יכולה להיות גדולה פי מאה מהמסה של את החלקים והחלקים שהוא מכיל. (משקל שלושת הקווארקים המחוברים יחד על ידי הכוח הגרעיני החזק המיוצר על ידי גלונים מהווה רק חמישה אחוזים ממסת הפרוטון.) שנית, החוקרים מקווים להבין טוב יותר את המושג תנופה זוויתית או "ספין". שלישית, ה- EIC עשוי לעזור לחשוף כיצד גלונים, חלקיקים המחזיקים חלקיקים אחרים יחד עובדים. "דלאונים בחומר הם קצת כמו חומר אפל ביקום: בלתי נראה אך ממלא תפקיד מכריע", אומר מילנר. "קולט אלקטרונים-יון עשוי לחשוף מצבים חדשים הנובעים מהאריזה הצמודה של גלונים רבים בתוך גרעינים וגרעינים."
שתי מעבדות לאומיות כבר מתמודדות לארח את המאיץ, אם כי ככל הנראה יעברו מספר שנים עד שמחלקת האנרגיה תפתח רשמית את הפרויקט. זה צפוי שהפרויקט ישדרג את רוכסן היונים הקיים במעבדה הלאומית של ברוקבן בלונג איילנד, או את קרן האלקטרונים במעבדת התאוצה הלאומית תומאס ג'פרסון בניופורט ניוז, וירג'יניה. על פי דבריו של אדווין קרטלידג 'ב- Nature, דוח של הוועדה המייעצת למדע גרעיני לפני שלוש שנים הציע כי הפרויקט יעלה לפחות מיליארד דולר.
ציר הזמן לפרויקט הוא בסימן שאלה. מחלקת האנרגיה, שתקים את המתקן, נמצאת כעת בעיצומה של מימון מתקן של 730 מיליון דולר עבור קורות איזוטופים נדירות באוניברסיטת מישיגן, וככל הנראה אין לה את היכולת לנהל פרויקט נוסף בקנה מידה גדול עד שזה יושלם. בשנת 2020.
קרטלידג 'מציין גם כי התוכניות בסין וב- CERN באירופה נלחמות בימים אלה גם עבור רוכבי אלקטרונים, וכי שלוש הקבוצות עשויות להזדקק לשקול שיתוף פעולה בכדי להוריד את הפרויקט מהקרקע בכל עת. ואז יש את ההיסטוריה השופעת של ארצות הברית עם מאיצי החלקיקים. בשנת 1993 ביטל הקונגרס את סופר קולידר המוליך, מאיץ חלקיקים מאסיבי שהיה יכול להוביל את גילויו של בוזון היגס וחלקיקים אחרים עשרות שנים לפני שהוא התגלה ב- LHC בשנת 2012. כלומר, פוליטיקה יכולה להפריע ה- EIC.
צ'ו מדווח כי זה לא יהיה ה- EIC הראשון שנבנה. גרסת הפרויקט שנקראה מאיץ טבעות הדרון-אלקטרונים (HERA) נערכה בגרמניה בין 1992 ל -2007 והובילה לגילוי הגלון. הגרסה האמריקאית של הקוליידר תפעל באנרגיות נמוכות יותר, אך תהיה לה 100 עד 1, 000 מספר ההתנגשויות ותייצר נתונים מעריכיים יותר.
עוד בשנת 2015, כאשר הוועדה המייעצת למדע הגרעין למדע גרעיני אישרה בפומבי את בניית ה- EIC, דיבר דונלד גסממן, פיזיקאי גרעיני במעבדה הלאומית ארגונה באילינוי, ויו"ר NSAC, על הצורך המדעי ביצירת ה- EIC, בהצהרה, "עד שתהיה לנו ה- EIC, ישנם אזורים אדירים בפיזיקה גרעינית שאנחנו לא מתכוונים להתקדם בהם."
