美国DOE资助高能物理前沿研究
DOE部长Rick Perry指出,推进高能物理的研发对美国在科学和创新领域的领导地位至关重要,这些跨越理论和实验的项目将涉及重要的国际合作,并使美国科学家始终处于研究和解决宇宙奥秘的前沿。DOE资助的高能物理研究方向有6个。
1、能量前沿的实验研究,支持在最高能量下利用质子-质子和质子-反质子碰撞研究基本粒子及其相互作用。
2、强度前沿的实验研究,支持对非常高能量尺度下新物理过程灵敏的精密研究,包括加速器和核反应堆等各种来源产生的中微子的基本特性研究,稀有过程或新物理过程精确测量研究,高强度电子-正电子碰撞研究,以及搜寻质子衰变。
3、宇宙前沿实验研究,通过观察宇宙和自然发生的宇宙粒子来开展精密研究,优先研究领域包括暗能量的性质研究,暗物质粒子的直接探测,以及探索宇宙膨胀、暗能量性质以及中微子质量的位置约束的下一代地基宇宙微波背景实验规划的研究工作。
4、高能物理理论研究,支持能为扩展对粒子、力、时空和宇宙的理解提供远景和数学框架的理论活动。
5、加速器科学技术研发,支持世界领先的粒子束物理研究和瞄准新概念开发的长期探索性研究,如加速器和束物理、新颖的加速概念、大功率射频源、高亮度束源等。
6、探测器研发,支持能导致粒子和辐射检测取得根本性进展的研究,以及新实验技术的开发,包括低质量、高通道密度带电粒子跟踪探测器,高分辨率、快速读数的量热仪和粒子识别探测器,能提高粒子探测器耐辐射性的技术,紫外到红外波长的光子探测器等。
这次资助的77个项目包括了费米国家加速器实验室对中微子的实验研究,利用大型地下氙-液体惰性气体分区均衡闪烁实验(LZ实验)寻找暗物质,暗能量相关的观测数据分析,以及基于欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)上捕获的数据对希格斯玻色子进行研究。此外,还包括了旨在推进粒子物理学理论的项目以及推进探索亚原子世界的粒子加速器和探测器技术的项目,如“用于下一代加速器的高性能高场超导线”“用于高能物理及相关领域的高灵敏紫外固态光子计数装置的研发”和“提高超导腔梯度”等。 (黄龙光)
[1] Projects Span Colliders, Neutrinos, Dark Matter, and Dark Energy. https://www.energy.gov/articles/department-energy-announces-75-million-high-energy-physics-research