Een nieuw Particle Physics Project Prioritization Panel (P5) rapport is vrijgegeven door het High Energy Physics Advisory Panel (HEPAP) voor het High Energy Physics-programma van het Office of Science van het Amerikaanse ministerie van Energie en de Division of Physics van de National Science Foundation. waarin de aanbevelingen van deeltjesfysici worden geschetst voor onderzoeksprioriteiten op een gebied waarvan de projecten – zoals het bouwen van nieuwe versnellerfaciliteiten – jaren of decennia kunnen duren, bijdragen van duizenden wetenschappers en miljarden dollars.

Het P5-rapport uit 2023 vertegenwoordigt de belangrijkste activiteit op het gebied van de deeltjesfysica en doet aanbevelingen aan Amerikaanse financieringsinstanties. Het rapport van dit jaar bouwt voort op de resultaten van de Snowmass-planningsoefening voor 2021 – een proces georganiseerd door de Division of Particles and Fields van de American Physical Society (APS), waarbij deeltjesfysici en kosmologen van over de hele wereld bijeenkwamen om onderzoeksprioriteiten te schetsen. Deze ledenafdeling vormt het enige onafhankelijke orgaan in de Verenigde Staten dat de deeltjesfysica als geheel vertegenwoordigt.

"Het P5-rapport zal de basis leggen voor een zeer mooie toekomst in het veld", zegt R. Sekhar Chivukula, voorzitter van de APS Division of Particles and Fields 2023 en een vooraanstaande hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Californië, San Diego.

"Er zijn nog steeds buitengewoon belangrijke wetenschappelijke vragen in de deeltjesfysica, die de Amerikaanse deeltjesfysica-gemeenschap zowel het vermogen als de mogelijkheid heeft om te helpen aanpakken, binnen onze eigen faciliteiten en als lid van de mondiale gemeenschap van hoge-energiefysica."

Het rapport bevat een reeks budgetbewuste aanbevelingen voor federale investeringen in onderzoeksprogramma’s, de Amerikaanse technische beroepsbevolking en de technologie en infrastructuur die nodig zijn om de volgende generatie transformatieve ontdekkingen te realiseren met betrekking tot fundamentele natuurkunde en de oorsprong van het universum. Het rapport beveelt bijvoorbeeld voortdurende steun aan voor de

Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), gevestigd in Fermilab in Illinois, voor CMB-S4, een netwerk van telescopen op de grond ontworpen om de kosmische microgolfachtergrond te observeren, en voor de geplande uitbreiding van het neutrino-observatorium op de Zuidpool, een internationale samenwerking bekend als IceCube-Gen2, in een faciliteit beheerd door de Universiteit van Wisconsin-Madison.

“In de P5-oefening is het heel belangrijk dat we deze brede blik werpen op waar het veld van de deeltjesfysica naartoe gaat, om een ​​rapport af te leveren dat neerkomt op een strategisch plan voor de Amerikaanse gemeenschap met een budgettaire tijdlijn van tien jaar en een twintigjarige begroting. jaarcontext", zegt Karsten Heeger, plaatsvervangend voorzitter van het P5-panel en Eugene Higgins-professor en voorzitter van de natuurkunde aan de Yale University.

"Het panel dacht na over waar de volgende grote ontdekkingen zouden kunnen liggen en hoe we de impact binnen het budget konden maximaliseren, om toekomstige ontdekkingen en de volgende generatie onderzoekers en technisch personeel te ondersteunen die nodig zullen zijn om ze te verwezenlijken."

Nieuwe kennis en nieuwe technologieën vormen het toneel voor de meest recente Snowmass- en P5-bijeenkomsten. "Het Higgs-deeltje was net ontdekt vóór het vorige P5-proces, en nu heeft onze voortdurende studie van het deeltje ons enorm geïnformeerd over wat we denken dat buiten het standaardmodel van de deeltjesfysica ligt", zegt Hitoshi Murayama, voorzitter van het P5-panel en de MacAdams-professor. natuurkunde aan de Universiteit van Californië, Berkeley.

‘Ons denken over wat donkere materie zou kunnen zijn, is ook veranderd, waardoor de gemeenschap gedwongen is ergens anders te kijken – naar de kosmos. En in 2015 werd de ontdekking van zwaartekrachtsgolven gerapporteerd. De versnellertechnologie verandert ook, waardoor de discussie is verschoven naar de technologie Er was R&D nodig om de deeltjesversneller van de volgende generatie te bouwen."

De Verenigde Staten nemen deel aan verschillende grote internationale wetenschappelijke samenwerkingsverbanden op het gebied van hoge-energiefysica en kosmologie, waaronder de Europese Raad voor Nucleair Onderzoek (CERN), die de Large Hadron Collider exploiteert, waar het Higgs-deeltje in 2012 werd ontdekt.

Het P5-rapport beveelt de Verenigde Staten aan een aanzienlijke bijdrage in natura te steunen aan een nieuwe internationale faciliteit, de ‘Higgs-fabriek’, om ons begrip van het Higgs-deeltje te vergroten. Het beveelt ook aan dat de Verenigde Staten de mogelijkheid onderzoeken om de volgende meest geavanceerde deeltjesbotsingsfaciliteit te huisvesten, om de leidende rol van het land in de internationale hoge-energiefysica de komende decennia te versterken.

Aangeboden door American Physical Society