Nacionalne akademije znanosti, inženjerstva i medicine u utorak su objavile izvještaj u kojem su dali punu potporu novom projektu akceleratora čestica koji se zove elektronsko-ionski sudarač (EIC). Odjava je značajan korak prema izbacivanju projekta s tla i prelasku fizike čestica na sljedeću razinu.
Za razliku od Velikog hadronskog sudarača (LHC) u Europi, koji razbija protone u protone pri skoro brzini, novi stroj će visokoenergetske zrake elektrona procijediti u protone ili teže ione, izvijestio je Adrian Cho iz Science . Ovi sudari, nuklearni fizičar Notre Dame Ani Aprahamian, pojašnjava Cho, daju čistije i lakše interpretirajuće rezultate u usporedbi s LHC-om i bolji su za ispitivanje koliko kvarkova i gluona unutar protona i atomske jezgre su raspoređeni.
Ispada da, iako smo obavili poprilično dobar posao u identificiranju novih elementarnih čestica ili komadića i komadića koji čine protone, neutrone i atome, još uvijek imamo poteškoće u otkrivanju načina na koji se svi zajedno uklapaju. Još uvijek ne znamo samo kako proton - ili jezgra - zaista izgleda.
Fizičar MIT-a Richard Milner kaže Jennifer Chu na MIT News-u da bi novi akcelerator mogao odgovoriti na tri glavna pitanja: Prvo je razumjeti odakle dolazi masa protona, jer može biti i do 100 puta veća od mase mase komadiće i komade koje sadrži. (Težina tri kvarka povezana zajedno s jakom nuklearnom silom koju proizvode gluoni iznosi samo 5 posto mase protona.) Drugo, istraživači se nadaju da će bolje razumjeti koncept zamaha ili okretanja. Treće, EIC može pomoći otkriti kako djeluju gluoni, čestice koje drže druge čestice zajedno. „Gluoni u materiji pomalo podsjećaju na tamnu tvar u svemiru: neviđen je, ali igra presudnu ulogu“, kaže Milner. "Elektronsko-ionski sudarač potencijalno bi otkrio nova stanja koja su posljedica uskog nakupljanja mnogih gluona u nukleonima i jezgrama."
Dva nacionalna laboratorija već se natječu za prihvat akceleratora, iako će vjerojatno proći nekoliko godina prije nego što Ministarstvo energetike službeno pokrene projekt. Očekuje se da će projekt nadograditi postojeći ionski sudarač u Brookhaven National Laboratory na Long Islandu ili elektronski snop u Nacionalnoj laboratoriji za akceleraciju Thomas Jefferson u Newport Newsu, Virginia. Prema Edwinu Cartlidgeu iz Naturea, izvješće Savjetodavnog odbora za nuklearne znanosti prije tri godine sugeriralo je da će projekt koštati najmanje milijardu dolara.
Vremenska crta projekta je u pitanju. Ministarstvo energetike, koje bi izgradilo postrojenje, trenutno je usred financiranja postrojenja u iznosu od 730 milijuna dolara za rijetke izotopske zrake na Sveučilištu Michigan State, i vjerojatno nema sposobnost upravljanja drugim velikim projektom dok to ne bude dovršeno u 2020. godini.
Cartlidge također ističe da se trenutno planiraju planovi u Kini i u CERN-u u Europi za elektronsko-ionske sudare i da će tri skupine možda trebati razmotriti suradnju kako bi projekt uskoro bio skinut s temelja. A onda je tu Sjedinjene Države prepune povijesti akceleratora čestica. Kongres je 1993. otkazao Superprevodni Super Collider, masivni akcelerator čestica koji bi doveo do otkrića Higgsovog bozona i drugih čestica desetljećima prije nego što je otkriveno na LHC-u 2012. Što znači, politika bi mogla umanjiti put EIC.
Cho izvještava da to neće biti prvi EIC koji je izgrađen. Verzija projekta nazvana Hadron-Electron Ring Accelerator (HERA) provedena je u Njemačkoj između 1992. i 2007. te je dovela do otkrića gluona. Američka verzija sudarača kretala bi se s nižom energijom, ali imala bi 100 do 1.000 broja sudara, proizvodeći eksponencijalno više podataka.
Još 2015., kada je utjecajni Savjetodavni odbor za nuklearnu znanost javno odobrio izgradnju EIC-a, Donald Geesaman, nuklearni fizičar iz Nacionalne laboratorije Argonne u Illinoisu i predsjedatelj NSAC-a, govorio je o znanstvenoj potrebi stvaranja EIC-a, izjavljujući, "Dok ne budemo imali EIC, postoje ogromna područja nuklearne fizike u kojima nećemo napredovati."
