Във вторник Националните академии на науките, инженерството и медицината пуснаха доклад, в който дадоха пълно одобрение на нов проект за ускорител на частици, наречен Електронно-йонно сблъскване (EIC). Изходът е значителна стъпка към спускане на проекта и извеждане на физиката на частиците на следващото ниво.
За разлика от големия адронен колайдер (LHC) в Европа, който разбива протоните в протони с близка светлинна скорост, новата машина ще изпръска високоенергийни лъчи на електрони в протони или по-тежки йони, съобщава Адриан Чо в Science . Тези сблъсъци, ядреният физик на Нотр Дам Ани Апрахамян, съпредседател на доклада, обяснява на Cho, дават по-чисти и лесни за интерпретиране резултати в сравнение с LHC и са по-добри за изследване само на това как кварките и глуоните вътре в протоните и атомните ядра са подредени.
Оказва се, че докато сме свършили доста добра работа по идентифицирането на нови елементарни частици или битовете и парчетата, съставляващи протони, неутрони и атоми, все още срещаме трудности да разберем как всички те се вписват заедно. Все още не знаем само как наистина изглежда протон - или ядро.
Физикът на MIT Ричард Милнър казва на Дженифър Чу в MIT News, че новият ускорител би могъл да отговори на три основни въпроса: Първият е да се разбере откъде идва масата на протона, тъй като може да бъде до 100 пъти по-голяма от масата на битовете и парчетата, които съдържа. (Теглото на трите кварка, свързани заедно от силната ядрена сила, произведена от глуони, съставлява едва 5 процента от масата на протона.) Второ, изследователите се надяват да разберат по-добре концепцията за ъглова инерция или „въртене“. Трето, EIC може да помогнете да разкриете как действат глуоните, частиците, които държат други частици заедно. „Глуоните в материята приличат малко на тъмната материя във Вселената: невидими, но играят решаваща роля“, казва Милнър. „Електронно-йонният сблъсък потенциално би разкрил нови състояния, произтичащи от близкото опаковане на много глуони в нуклеони и ядра.“
Две национални лаборатории вече се състезават за домакин на ускорителя, макар че вероятно ще минат няколко години, преди Министерството на енергетиката да започне официално проекта. Очаква се проектът да надгради съществуващия йонен сблъсък в Националната лаборатория в Брукхейвен в Лонг Айлънд или електронния лъч в Националната ускорителна лаборатория на Томас Джеферсън в Нюпорт Нюз, Вирджиния. Според Edwin Cartlidge от Nature, доклад на Консултативния комитет по ядрена наука преди три години предполага, че проектът ще струва най-малко 1 милиард долара.
Въпросният график за проекта е под въпрос. Министерството на енергетиката, което ще изгради съоръжението, в момента е в средата на финансирането на 730 милиона долара за редки изотопни лъчи в Мичиганския държавен университет и вероятно няма капацитета да управлява друг мащабен проект, докато това не бъде завършено. през 2020г.
Cartlidge също така изтъква, че в момента плановете в Китай и в CERN в Европа се обхващат за електронно-йонни сблъсъци и че трите групи може да се наложи да обмислят да сътрудничат, за да могат проектът скоро да бъде свален от земята. И ето че там е богата история на САЩ с ускорители на частици. През 1993 г. Конгресът отмени свръхпроводящия Super Collider, масивен ускорител на частици, който би довел до откриването на Хигс бозона и други частици десетилетия, преди да бъде открит в LHC през 2012 г. Което ще рече, политиката може да попречи на EIC.
Чо съобщава, че това няма да е първата EIC, която се изгражда. Версия на проекта, наречена Hadron-Electron Ring Accelerator (HERA), е проведена в Германия между 1992 и 2007 г. и доведе до откриването на глуона. Американската версия на коллайдера ще работи с по-ниски енергии, но ще има 100 до 1000 броя на сблъсъците, произвеждайки експоненциално повече данни.
През 2015 г., когато влиятелният Консултативен комитет за ядрена наука публично одобри изграждането на EIC, Доналд Геесаман, ядрен физик от Националната лаборатория в Аргон в Илинойс и председател на NSAC, говори за научната необходимост от създаването на EIC, заявявайки: „Докато нямаме EIC, има огромни области от ядрената физика, в които няма да постигнем напредък.“
