Pada hari Selasa, Akademi Sains, Kejuruteraan, dan Perubatan Kebangsaan mengeluarkan laporan yang memberi sokongan penuh kepada projek pemecut partikel baru yang dikenali sebagai Electron-Ion Collider (EIC). Tandatangan adalah langkah penting untuk mendapatkan projek dari tanah dan mengambil fizik zarah ke peringkat seterusnya.
Tidak seperti Collider Hadron Besar (LHC) di Eropah, yang menghancurkan proton menjadi proton pada kelajuan cahaya yang dekat, mesin baru akan menyerap rasuk elektron tenaga tinggi ke dalam proton atau ion berat, Adrian Cho di laporan Sains . Perlanggaran ini, ahli fizik nuklear Notre Dame Ani Aprahamian, pengerusi bersama laporan itu, menjelaskan kepada Cho, menghasilkan lebih bersih dan lebih mudah untuk mentafsirkan hasil berbanding dengan LHC dan lebih baik untuk mengetahui bagaimana kuark dan gluon di dalam proton dan nukleus atom disusun.
Ternyata, sementara kami telah melakukan pekerjaan yang cukup baik untuk mengenal pasti zarah-zarah asas baru, atau potongan-potongan yang membentuk proton, neutron dan atom, kami masih mengalami kesulitan memikirkan bagaimana mereka semua bersesuaian. Kami masih tidak tahu sama ada proton atau nukleus-benar-benar kelihatan.
Ahli fizikal MIT Richard Milner memberitahu Jennifer Chu di MIT News bahawa pemecut baru akan dapat menjawab tiga soalan utama: Yang pertama adalah untuk memahami di mana massa proton berasal, kerana ia boleh sehingga 100 kali ganda lebih besar daripada massa bit dan kepingan yang ada. (Berat tiga kuark yang terikat bersama oleh kuasa nuklear yang kuat yang dihasilkan oleh gluon menyumbang hanya 5 peratus daripada jisim proton.) Kedua, penyelidik berharap dapat memahami konsep momentum sudut atau "spin." Ketiga, EIC mungkin membantu mengungkap bagaimana gluon, zarah yang memegang zarah-zarah lain bersama-sama, bekerja. "Gluons dalam perkara adalah sedikit seperti perkara gelap di alam semesta: tidak kelihatan tetapi memainkan peranan penting, " kata Milner. "Penggandungan elektron-ion akan berpotensi mendedahkan keadaan baru akibat pembungkusan penutupan banyak gluon dalam nukleus dan nukleus."
Dua makmal kebangsaan sudah bersaing untuk menjadi tuan rumah pemecut, walaupun ia mungkin akan beberapa tahun sebelum Jabatan Tenaga secara rasmi melancarkan projek itu. Ia dijangka projek itu akan menaik taraf penahan ion yang sedia ada di Makmal Kebangsaan Brookhaven di Long Island, atau rasuk elektron di Makmal Percepat Negara Thomas Jefferson di Newport News, Virginia. Menurut Edwin Cartlidge di Alam, satu laporan oleh Jawatankuasa Penasihat Sains Nuklear tiga tahun lalu mencadangkan projek itu akan menelan kos sekurang-kurangnya $ 1 bilion.
Tempoh masa untuk projek berkenaan. Jabatan Tenaga, yang akan membina kemudahan itu, kini sedang membiayai kemudahan $ 730 juta untuk rasuk isotop yang berlainan di Michigan State University, dan mungkin tidak mempunyai kapasiti untuk menguruskan satu projek berskala besar sehingga selesai pada tahun 2020.
Cartlidge juga menegaskan bahawa rancangan di China dan di CERN di Eropah kini sedang disusun untuk pelanggar elektron-ion juga, dan ketiga-tiga kumpulan itu mungkin perlu mempertimbangkan untuk bekerjasama untuk mendapatkan projek itu dari tanah dalam masa terdekat. Dan kemudian ada sejarah Amerika Syarikat yang penuh dengan pemecut zarah. Pada tahun 1993, Kongres membatalkan Superconducting Super Collider, pemecut zarah besar yang akan menyebabkan penemuan boson Higgs dan zarah-zarah lain beberapa dekad sebelum ia ditemui di LHC pada tahun 2012. Yang bermaksud, politik boleh mendapat jalan EIC.
Cho melaporkan bahawa ini tidak akan menjadi EIC pertama yang akan dibina. Versi projek yang dipanggil Hadron-Electron Ring Accelerator (HERA) telah dijalankan di Jerman antara 1992 dan 2007 dan membawa kepada penemuan gluon tersebut. Versi AS dari collider akan berjalan pada tenaga yang lebih rendah, tetapi akan memiliki 100 hingga 1, 000 jumlah pelanggaran, menghasilkan data yang lebih eksponensial.
Kembali pada tahun 2015, apabila Jawatankuasa Penasihat Sains Nuklear berpengaruh secara terbuka mengesahkan pembinaan EIC, seorang ahli fizik nuklear di Makmal Kebangsaan Argonne di Illinois, dan pengerusi NSAC, bercakap kepada keperluan ilmiah untuk mewujudkan EIC, mengisytiharkan, "Sehingga kita mempunyai EIC, ada bidang besar fizik nuklear yang kita tidak akan membuat kemajuan dalam."
