Teisipäeval avaldasid riiklikud teaduste, tehnika ja meditsiini akadeemiad aruande, milles antakse täielik kinnitus uuele osakeste kiirendi projektile nimega Electron-Ion Collider (EIC). Märk on oluline samm projekti alustamise ja osakeste füüsika järgmisele tasemele viimise suunas.
Erinevalt suurest hadronite põrkeseadmest (LHC) Euroopas, mis purustab prootoneid prootoniteks peaaegu valguse kiirusel, purustaks uus masin elektronide suure energiaga kiirte prootoniteks või raskemateks ioonideks, vahendab Adrian Cho Science'is . Need kokkupõrked, väidab Notre Dame'i tuumafüüsik Ani Aprahamian, raporti kaasesimees, Cho'ile, et annavad LHC-ga võrreldes puhtamad ja hõlpsamini tõlgendatavad tulemused ning on parem proovida, kuidas kvargid ja gluoonid prootonite ja aatomituumade sees asuvad on paigutatud.
Selgub, et kuigi oleme teinud päris head tööd uute elementaarosakeste või prootonite, neutronite ja aatomite moodustavate bittide ja tükkide väljaselgitamisel, on meil endiselt keeruline aru saada, kuidas need kõik omavahel sobivad. Me ei tea siiani isegi seda, kuidas prooton või tuum tegelikult välja näeb.
MIT-i füüsik Richard Milner ütleb MIT News-i Jennifer Chule, et uus kiirendi suudaks vastata kolmele peamisele küsimusele: Esimene on mõista, kust prootoni mass pärineb, kuna see võib olla kuni 100 korda suurem kui selles olevad tükid ja tükid. (Kolme kvargi mass, mis on seotud glüloonide tekitatava tugeva tuumajõuga, moodustab vaid 5 protsenti prootoni massist.) Teiseks loodavad teadlased paremini mõista nurkkiirguse ehk spinni mõistet. Kolmandaks võib EIC aitab paljastada, kuidas toimivad gluoonid, osakesed, mis hoiavad teisi osakesi koos. „Aines olevad glüoonid sarnanevad universumis pisut tumeda ainega: nähtamatud, kuid mängivad üliolulist rolli, ” ütleb Milner. "Elektroniioonide kokkupõrge võimaldab potentsiaalselt paljastada uusi olekuid, mis tulenevad paljude glüoonide tihedast pakkimisest tuumades ja tuumades"
Kaks riiklikku laborit konkureerivad juba kiirendi võõrustamisel, ehkki tõenäoliselt kulub mitu aastat enne seda, kui energeetikaministeerium projekti ametlikult käivitab. Eeldatakse, et projektiga ajakohastatakse Long Islandil asuvas Brookhaveni riiklikus laboratooriumis olemasolevat ioonkollektorit või Virginia osariigis Newport Newsis asuvat Thomas Jeffersoni riikliku kiirendi laboris asuvat elektronkiirt. Edwin Cartlidge'i sõnul looduses pakkus tuumateaduse nõuandekomitee kolm aastat tagasi koostatud raport välja, et projekt maksaks vähemalt miljard dollarit.
Projekti ajakava on küsitav. Rajatist rajav energeetikaosakond rahastab praegu Michigani osariigi ülikoolis haruldaste isotoopide talade jaoks mõeldud 730 miljoni dollarist rahastu ning tõenäoliselt pole tal veel ühe suuremahulise projekti juhtimiseks vajalikku võimalust, kuni see on lõpule viidud. aastal 2020.
Cartlidge juhib tähelepanu ka sellele, et Hiinas ja Euroopas CERNis kavandatakse praegu ka elektronide ioonide kokkupõrkeid ja et neil kolmel rühmal võib olla vaja kaaluda koostööd, et projekt saaks varsti kõikjal alguse. Ja siis on USA täis ajalugu osakeste kiirenditega. 1993. aastal tühistas Kongress ülijuhtiva Super Collideri - massilise osakestekiirendi, mis oleks viinud Higgsi bosoni ja teiste osakeste avastamiseni aastakümneid enne, kui see 2012. aastal LHC-s avastati. Mis tähendab, et poliitika võib saada takistusi KIK.
Cho teatas, et see pole esimene rajatav KIK. Ajavahemikus 1992–2007 viidi Saksamaal läbi projekti Hadron-Electron Ring Accelerator (HERA) nimega versioon, mis viis gluoni avastamiseni. Põrkeseadme USA versioon töötaks madalama energiatarbega, kuid sellel oleks kokkupõrkeid 100–1000, mis annaks plahvatuslikult rohkem andmeid.
Veel 2015. aastal, kui mõjukas tuumateaduse nõuandekomitee kiitis avalikult heaks EIK-i ehitamise, rääkis Illinoisi Argonne'i riikliku labori tuumafüüsik Donald Geesaman ja NSAC-i juhataja teaduslikust vajadusest luua EIC, kuulutades: "Kuni meil puudub EIC, on tuumafüüsika alal tohutuid valdkondi, milles me ei kavatse edusamme teha."
