Eksperiment for præcist at måle elektroner bevæger sig fremad

En ny sonde af den ydmyge elektron kan give indsigt i de kræfter, der virker inde i stoffets hjerte. Nu, MOLLER-eksperimentet ved det amerikanske energiministeriums Thomas Jefferson National Accelerator Facility er et skridt nærmere at udføre et eksperiment for at få den nye indsigt. Eksperimentet har netop fået betegnelsen Kritisk Beslutning 1, eller CD-1, fra DOE, som er et grønt lys til at komme videre i design og prototyping af udstyr.

Målingen af ​​et Lepton-Lepton Electroweak Reaction Experiment, eller MOLLER eksperiment, vil sondere elektronerne inde i stoffet for at foretage en præcis måling af elektronens svage ladning. Den svage kraft er en af ​​de fire kræfter i naturen, sammen med de elektromagnetiske, den stærke kraft og tyngdekraften. Elektronens svage ladning er et mål for, hvor stor indflydelse den svage kraft udøver på elektronen.

En præcisionsmåling af denne mængde giver en stringent test af standardmodellen, teorien, der beskriver de partikler og interaktioner, der udgør hverdagsstof, herunder en præcis forudsigelse af elektronens svage ladning.

"MOLLER-eksperimentet leder efter subtile afvigelser fra standardmodellen i spredningen af ​​en polariseret elektronstråle fra målelektroner, " sagde James "Jim" Fast, Jefferson Labs MOLLER projektleder. "Ved at lave en meget høj præcisionsmåling af en proces, der teoretisk forudsiges meget godt, man kan lede efter små effekter, der undersøger ny fysik ved meget høje masser, svarende til direkte søgninger ved Large Hadron Collider ved CERN."

kernefysikere, ledet af samarbejdstalsmand Krishna Kumar fra University of Massachusetts Amherst, har arbejdet på de tidlige stadier af dette eksperiment i flere år for at skabe den videnskabelige sag, udvikle et konceptuelt design og lægge en robust plan for at udføre eksperimentet på Jefferson Lab. CD-1-betegnelsen af ​​DOE bekræfter det hårde arbejde og en vej frem.

"Hvad dette betyder i praktisk forstand er, at DOE har valgt at udføre MOLLER-eksperimentet i Jefferson lab som en stor investering i udstyr og fastsætte et omkostningsinterval. Dette initierer den tekniske designindsats og prototyping af det udstyr, der vil udgøre MOLLER eksperiment, "Forklarer Hurtigt.

Selv om denne mængde er blevet målt med meget høj præcision på DOE's SLAC National Accelerator Lab, MOLLER -eksperimentet giver mulighed for at måle denne mængde igen med fem gange bedre præcision end SLAC -eksperimentet. Denne stærkt øgede præcision er det, der skal til, for at målingen kan bruges som en stringent test af standardmodellen.

Fast sagde, at næste skridt for MOLLER-eksperimentet er at begynde ingeniørdesign for alvor. Når dette trin er fuldført, projektet skal nå kritisk beslutning 2, "Godkend præstationsbaseline, "hvor omfanget, tidsplan og budget er formelt fastlagt og derefter CD-3 "Godkend byggestart." Først derefter vil kernefysikerne få tilladelse til at begynde at bygge udstyr til eksperimentet.

Selvom det er glædeligt at have nået denne store projektmilepæl, Hurtigt gentaget, at nogle af de mest underholdende aspekter ved at arbejde på projektet går ud over afkrydsningsfelterne.

"Det, der var ekstremt givende for mig, var at se væksten i holdets ledelsessans, hvoraf de fleste aldrig har arbejdet på et projekt med dette niveau af formalitet og kontrol, " sagde Fast. "Jeg har også været meget imponeret over dedikationen af ​​samarbejdet. Mange af projektkravene til godkendelse er ikke de mest spændende ting for forskere at bruge tid og energi på, men det videnskabelige samarbejde er virkelig gået op for at få disse ting gjort og gjort godt."

Fast anerkender også den stærke støtte, som projektet har modtaget fra ledere hos DOE og hos DOE's lokale Thomas Jefferson Site Office.

Han sagde, "Det har været fantastisk at arbejde sammen med dem alle i løbet af de sidste syv måneder for at få MOLLER igennem CD-1 og videre til ingeniørdesign. Nu begynder det rigtige arbejde-og sjov-!"