変化として、米国の素粒子物理学者は、政府の資金提供に関するいくつかの良いニュースを楽しんでいます。エネルギー省 (DOE) と国立科学財団 (NSF) は金曜日に、重力が銀河を 1 つではなく結合している神秘的な暗黒物質の粒子を検出するための 2 つの主要な実験に資金を提供しようとしていることを発表しました。この決定は、資金提供機関が、いわゆる弱く相互作用する大質量粒子 (WIMP) の探索を続けるための実験を 1 回しか行う余裕がないという懸念を和らげるものです。また、米国の主要な 2 つの WIMP 検索チームのいずれかを選択する必要がなくなります。
ブラウン大学の物理学者で、LZ と呼ばれる WIMP 検出器を開発しているチームのメンバーである Richard Gaitskell は、次のように述べています。プロジェクト。 「コミュニティと資金提供機関からの真のコミットメントがあります。」カリフォルニア州パロアルトにあるスタンフォード大学の物理学者であり、競合する SuperCDMS 実験のスポークスマンである Blas Cabrera は、チームを 1 つだけ選ばなければならないのは「重大な間違いだったでしょう」と述べています。
何十年もの間、天文学者や天体物理学者は、他の方法では観測できないある種の暗黒物質が、銀河が離れて離れないようにする重力のほとんどを提供していると推論してきました。物理学者は、私たちの周りに浮遊している粒子を検出することで、その物質を特定したいと考えています。たとえば、暗黒物質は、通常の物質とほとんど相互作用せず、陽子よりもはるかに重い仮想粒子である WIMP で構成されている可能性があります。
現在の世代の実験は、WIMP が通常の放射線から遮蔽された地下深くの超高感度検出器で原子核に衝突するときに、WIMP を検出することを目的としています。 10年後に実行される次世代は、より大きく、より敏感で、より高価になります.しかし、2012 年に DOE の職員は、第 2 世代の暗黒物質探索に費やすことができるのは 2,900 万ドルに過ぎないと見積もっていました。これは、主要な 2 つのチームのいずれかが計画されたアップグレードに必要とした額とほぼ同じです。
LZ は、大規模な地下キセノン暗黒物質実験 (LUX) と呼ばれる実験のはるかに大きなバージョンであり、サウスダコタ州リードのサンフォード地下研究施設で現在 1480 メートル実行されています。それは 7 トンの極寒の液体キセノンのタンクで構成され、WIMP が原子核に衝突したときに明確な閃光を発します。対照的に、SuperCDMS は極低温暗黒物質探索 II (CDMS-II) のより大きなバージョンであり、固体ゲルマニウムのホッケー パック サイズのディスクを使用して、熱と電気信号を介して WIMP を検出し、ミネソタ州のスーダン地下研究所で実行されました。 SuperCDMS は、カナダのサドベリーにあるより深い SNOLAB で実行されます。
LZ の費用は約 5,500 万ドルですが、外国のパートナーとサウスダコタ科学技術庁からは約 2,000 万ドルが必要です。カリフォルニア大学サンタバーバラ校 (UC) の物理学者で、LZ チームのスポークスマンであるハリー・ネルソンは、両方の機関の職員が「彼らは私たちに全額出資するつもりだ」と彼に言ったとき、「私の顎が床にぶつかった」と言います。 /P>
対照的に、SuperCDMS を使用する研究者は、望んでいたすべてのものを手に入れることはできませんでした。物理学者は、400 キログラムのゲルマニウムを収容できる検出器を構築し、最初の 110 キログラムを 3,200 万ドルの費用で装備することを望んでいました。代わりに、フルサイズのリグから始めますが、ゲルマニウムは 50 キロしかありません。そして、LZ は陽子の数百倍の重さの WIMP を探し続けますが (多くの理論家が予想しているように)、SuperCDMS の研究者は、陽子の数倍の重さのはるかに軽い WIMP に焦点を絞ります。それにもかかわらず、カブレラは楽観的です。 「幅広いアプローチが必要だと思います。この低質量領域を受け入れることができて非常に満足しています」と彼は言います。
DOE 素粒子物理学出版物の記事 Symmetry 、2つの機関は、シアトルのワシントン大学で比較的安価なAxion Dark Matter Experiment（ADMX）にも資金を提供すると述べた. ADMX は、WIMP よりもはるかに軽く、磁場内で光子に変換できるアクシオンという、異なるタイプの暗黒物質粒子を完全に追跡します。
ただし、他の 2 つの WIMP 検索では、このニュースはあまり良くありませんでした。 DOE と NSF は、気泡チャンバーと呼ばれる装置を使用して WIMP 衝突から反動する核を追跡する SNOLAB での実験である PICO と、液体アルゴンで満たされたイタリアの地下グラン サッソ国立研究所の検出器である DarkSide のさらなる開発への資金提供を拒否しました。 . 科学に語った研究者 しかし、インサイダーは、2 つの機関がこれらの技術に関する研究への資金提供を続けることを期待していると述べています.
連邦当局は、追加の資金がどこから来るのかを明らかにしていませんが、コミュニティが最近発表した米国の素粒子物理学のロードマップでは、暗黒物質探索への資金提供を増やす必要があります。 UC Santa Barbara の Nelson 氏は、次世代の暗黒物質探索のために、機関が以前の 2,900 万ドルの投資をほぼ 2 倍にすることを計画していると考えていると述べています。しかし、素粒子物理学の NSF プログラム ディレクターである James Whitmore は、資金提供の詳細を提供することを拒否し、DOE の高エネルギー物理学の副ディレクターである James Siegrist は、コメントの要求に応答しませんでした。
研究者はまた、まだニワトリを数えていないと言っています。彼らは、10 月 1 日の会計年度の開始までに 2015 年の予算を可決できなかったため、議会がすべての機関の現在の資金調達レベルを延長した場合、青信号が黄色に変わることを心配しています.
*訂正、7 月 21 日午後 2 時 34 分: 元の SuperCDMS 提案をより正確に説明するために、ストーリーが変更されました。
