Det rådgivende panel udsender feltdefinerende anbefalinger til amerikanske regeringsinvesteringer i partikelfysisk forskning

En ny rapport om prioriteringspanelet for partikelfysikprojekter (P5) er blevet udgivet af High Energy Physics Advisory Panel (HEPAP) til High Energy Physics-programmet under Office of Science i det amerikanske energiministerium og National Science Foundations afdeling for fysik, som skitserer partikelfysikernes anbefalinger til forskningsprioriteter inden for et felt, hvis projekter – såsom at bygge nye acceleratorfaciliteter – kan tage år eller årtier, bidrag fra tusindvis af videnskabsmænd og milliarder af dollars.

2023 P5-rapporten repræsenterer den største aktivitet inden for partikelfysik, der leverer anbefalinger til amerikanske finansieringsbureauer. Dette års rapport bygger på outputtet af 2021 Snowmass-planlægningsøvelsen - en proces organiseret af American Physical Society (APS)'s Division of Particles and Fields, der indkaldte partikelfysikere og kosmologer fra hele verden for at skitsere forskningsprioriteter. Denne medlemsafdeling udgør det eneste uafhængige organ i USA, der repræsenterer partikelfysik som helhed.

"P5-rapporten vil lægge grundlaget for en meget lys fremtid på området," sagde R. Sekhar Chivukula, 2023-formand for APS Division of Particles and Fields og en fremtrædende professor i fysik ved University of California, San Diego.

"Der er ekstraordinært vigtige videnskabelige spørgsmål tilbage i partikelfysik, som det amerikanske partikelfysiksamfund har både evnen og muligheden for at hjælpe med at løse, inden for vores egne faciliteter og som medlem af det globale højenergifysiksamfund."

Rapporten indeholder en række budgetbevidste anbefalinger til føderale investeringer i forskningsprogrammer, den amerikanske tekniske arbejdsstyrke og den teknologi og infrastruktur, der er nødvendig for at realisere den næste generation af transformative opdagelser relateret til fundamental fysik og universets oprindelse. For eksempel anbefaler rapporten fortsat støtte til

Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), baseret på Fermilab i Illinois, for CMB-S4, et netværk af jordbaserede teleskoper designet til at observere den kosmiske mikrobølgebaggrund, og for den planlagte udvidelse af Sydpolens neutrinobservatorium, et internationalt samarbejde kendt som IceCube-Gen2, i en facilitet, der drives af University of Wisconsin-Madison.

"I P5-øvelsen er det virkelig vigtigt, at vi tager dette brede blik på, hvor partikelfysikken er på vej hen, at levere en rapport, der svarer til en strategisk plan for det amerikanske samfund med en 10-årig budgetmæssig tidslinje og en 20- års sammenhæng," sagde Karsten Heeger, næstformand for P5-panelet og Eugene Higgins professor og formand for fysik ved Yale University.

"Panelet tænkte på, hvor de næste store opdagelser kunne ligge, og hvordan vi kunne maksimere virkningen inden for budgettet, for at støtte fremtidige opdagelser og den næste generation af forskere og tekniske arbejdere, som vil være nødvendige for at opnå dem."

Ny viden og nye teknologier sætter scenen for de seneste Snowmass- og P5-møder. "Higgs-bosonen var lige blevet opdaget før den tidligere P5-proces, og nu har vores fortsatte undersøgelse af partiklen i høj grad informeret om, hvad vi tror kan ligge ud over standardmodellen for partikelfysik," sagde Hitoshi Murayama, P5-panelformand og MacAdams-professoren. i fysik ved University of California, Berkeley.

"Vores tankegang om, hvad mørkt stof kan være, har også ændret sig, hvilket har tvunget samfundet til at se andre steder hen – til kosmos. Og i 2015 blev opdagelsen af ​​gravitationsbølger rapporteret. Acceleratorteknologien ændrer sig også, hvilket har flyttet diskussionen til teknologien. R&D er nødvendig for at bygge næste generation af partikelkolliderer."

USA deltager i flere store internationale videnskabelige samarbejder inden for højenergifysik og kosmologi, herunder European Council for Nuclear Research (CERN), som driver Large Hadron Collider, hvor Higgs-bosonen blev opdaget i 2012.

P5-rapporten anbefaler, at USA støtter et betydeligt bidrag i naturalier til en ny international facilitet, "Higgs-fabrikken", for at fremme vores forståelse af Higgs-bosonen. Det anbefaler også, at USA undersøger muligheden for at være vært for det næste mest avancerede partikelkollideranlæg for at styrke landets førende rolle inden for international højenergifysik i de kommende årtier.

Leveret af American Physical Society