Las preguntas científicas que podrían ser respondidas por un colisionador de iones de electrones EIC, un acelerador de partículas a gran escala, son importantes para avanzar en nuestra comprensión de los núcleos atómicos que componen toda la materia visible en el universo, dice unnuevo informe de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina: más allá de su impacto en la ciencia nuclear, los avances posibles gracias a un EIC podrían tener beneficios de gran alcance para la economía impulsada por la ciencia y la tecnología de la nación, así como para el mantenimiento de los EE. UU.liderazgo en física nuclear y en tecnologías de colisionadores y aceleradores.
El Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE solicitó a las Academias Nacionales que examinaran la importancia científica de un EIC, así como las implicaciones internacionales de la construcción de instalaciones domésticas de EIC. El comité que realizó el estudio y escribió el informe concluyó queLa ciencia que podría ser abordada por un EIC es convincente y proporcionaría respuestas largamente escurridizas sobre la naturaleza de la materia. Un EIC permitiría a los científicos investigar dónde se encuentran los quarks y los gluones, las pequeñas partículas que forman los neutrones y los protones, dentro de los protones yneutrones, cómo se mueven y cómo interactúan entre sí. Mientras el famoso mecanismo de Higgs explica las masas de los quarks, la porción más significativa de la masa de un protón o neutrón proviene de sus gluones y sus interacciones. Preguntas cruciales que un EIC podríaLa respuesta incluye el origen de la masa de núcleos atómicos, el origen del giro de neutrones y protones, una propiedad fundamental que hace posible la resonancia magnética MRI, cómo los gluones mantienen unidos los núcleos y si existen formas emergentes de materia hecha de gluones densos.
El informe dice que una nueva instalación de acelerador EIC tendría capacidades más allá de todas las máquinas de dispersión de electrones anteriores en los EE. UU., Europa y Asia. Se requieren altas energías y luminosidades, la medida de la velocidad a la que se producen las colisiones de partículasla resolución precisa necesaria, y para alcanzar tales intensidades y niveles de energía requiere un colisionador donde los haces de electrones se estrellen contra haces de protones o iones más pesados. Al comparar todas las instalaciones de aceleradores existentes y propuestas en todo el mundo, el comité concluyó que un EIC con alta energía yla luminosidad, y los haces de iones y electrones altamente polarizados, serían únicos y estarían en condiciones de mejorar en gran medida nuestra comprensión de la materia visible.
"Un EIC sería el acelerador más sofisticado y desafiante propuesto actualmente para la construcción en los EE. UU. Y avanzaría significativamente en la ciencia del acelerador, y más específicamente en la ciencia y las tecnologías de colisión, aquí y en todo el mundo", dijo el copresidente del comité Gordon Baym,Profesor Emérito del Centro de Estudios Avanzados, Profesor distinguido de Ingeniería Emérita George y Ann Fisher y Profesor de Investigación de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. "La realización de un EIC es absolutamente crucial para mantener la salud del campo de la física nuclear enEstados Unidos y abriría nuevas áreas de investigación científica "
Actualmente, el Laboratorio Nacional Brookhaven BNL en Long Island, Nueva York, tiene un colisionador de iones pesados, y el Laboratorio Acelerador Nacional Thomas Jefferson JLab en Newport News, Virginia, tiene haces de electrones muy enérgicos. Ambos laboratorios han propuestoDiseñar conceptos para un EIC que utilizaría su infraestructura, experiencia y experiencia ya disponibles. El informe, sin favorecer uno sobre el otro, dice que aprovechar las instalaciones existentes haría que el desarrollo de un EIC sea rentable y reduciría los riesgos asociados quevienen con la construcción de una gran instalación de aceleración. Si bien ambos laboratorios tienen diseños bien desarrollados para un EIC, ambos requerirían una considerable I + D para cumplir plenamente con las preguntas científicas convincentes. El informe indica que la inversión en I + D del DOE ha sido y seguirá siendo crucial para minimizardiseñar los riesgos de manera oportuna y abordar los desafíos pendientes del acelerador.
El comité agregó que, junto con el avance de la ciencia nuclear, un EIC también beneficiaría otras áreas como la astrofísica, la física de partículas, la física del acelerador y el modelado teórico y computacional. También jugaría un papel valioso en el mantenimiento de la fuerza laboral de la física nuclear de EE. UU.En las próximas décadas, además, tendría un papel importante en el avance más amplio de las tecnologías que resultarían de la investigación y el desarrollo emprendidos en la implementación y construcción de un EIC en los Estados Unidos. El informe enfatiza que un EIC es el único de alta energíaEl colisionador está planificado para la construcción en los Estados Unidos actualmente, y la construcción de una instalación de este tipo mantendría el liderazgo de los Estados Unidos en la ciencia del colisionador acelerador al tiempo que beneficia a las ciencias físicas.
Informe: http://www.nap.edu/catalog/25171/an-assessment-of-us-based-electron-ion-collider-science
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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