a Chicagoland terület ad otthont a világ egyik legnagyobb koncentrációban a tudományos kutatás, különösen a nagy energiájú és nukleáris fizika. Az Argonne Nemzeti Laboratórium, a Fermilab és a Chicagói Egyetem — amely mindkét laboratóriumot működteti — közötti együttműködés óriási előnyökkel járt a szó szoros értelmében a világ minden tájáról származó kísérletek széles körében. A következő néhány a legutóbbi, figyelemre méltó együttműködések között történik a tudósok mind a három intézmény.

A déli pólusú távcső kozmikus mikrohullámú hátterének tanulmányozása

Argonne, Fermilab és a Chicagói Egyetem kutatói a déli pólusú távcső segítségével tanulmányozzák a kozmikus mikrohullámú háttér (CMB) sugárzást. A CMB az univerzum legkorábbi időszakában alakult ki, és egyedülálló ablak a legkorábbi pillanataiba, amikor a tudósok úgy vélik, hogy az egyetemes terjeszkedés, az úgynevezett infláció felgyorsult folyamatán ment keresztül.

érzékeli a CMB — egy nagyon halk termikus jel a háttérben üres tér — kutatók kell pontosan hangolt érzékelők, fémfeldolgozási a Argonne bevált a Fermilab. A Fermilab kutatói építették a kriosztátot is, amely alapvetően nagy kameraként működik, a 10 méteres Déli pólusú távcsőhöz. A projektet a Chicagói Egyetem kutatója, John Carlstrom vezeti. A kutatócsoport tavaly télen telepítette be a harmadik generációs detektorokat, és jelenleg a kísérlet ambiciózusabb negyedik generációját tervezik.

A Következő Generációs Müon Kísérletek

a következő néhány évben, Fermilab házigazdája lesz két új kísérletek, hogy nézd meg a tulajdonságait muons — egy részecske kapcsolódó, de nehezebb, mint az elektron. Ez a két kísérlet, a “Muon G-2” és a “Mu2e” pontos, erős mágneses mezőkre támaszkodik. Mindkét kísérletet úgy tervezték, hogy megvizsgálja a muon különböző tulajdonságait (akár a mágneses pillanatot, akár az elektronra való lehetséges átalakulást), hogy tesztelje a fizika Standard modelljét, a világegyetem felépítésének jelenlegi legjobb megértését.

az Argonne tudósai tesztelik az ezekben a kísérletekben használt egyes komponenseket repurposed MRI mágnesek segítségével, referenciaértékeket hozva létre, így a Fermilab kutatásának a lehető legkisebb bizonytalansága lesz. A Chicagói Egyetem részecskefizikusai szorosan részt vesznek a muon fizika szondázásában, mivel ezek a kísérletek folytatódnak.

új fizika keresése a nagy Hadronütköztetőben (LHC)

miután 2012-ben megtalálták a Higgs-bozont, a svájci CERN nagy Hadronütköztetőjének (LHC) kutatói folytatták az új részecskék és fizika kutatását. A chicagói terület kutatói részt vesznek az LHC — Argonne mindkét nagy kísérletében, a Chicagói Egyetem kutatói pedig az ATLAS kísérleten dolgoznak, míg a Fermilab tudósai a CMS kísérleten dolgoznak. Minden kísérletre szükség van a másik eredményeinek érvényesítéséhez. Miközben az ATLAS detektor magasabb fényerősségű működésére készül, az Argonne fizikusai a Fermilab nagy energiájú tesztsugarát használják az új képpontérzékelőhöz javasolt új leolvasási rendszerek és érzékelők tesztelésére.

A megfoghatatlan neutrínó tanulmányozása

Argonne hosszú hagyománya van a világegyetem második leggyakoribb részecskéjének, a neutrínónak a tanulmányozására. Ezek az erőfeszítések az 1970-es években kezdődtek az Argonne-i 12 méteres buborékkamra kifejlesztésével, majd a Fermilab-I MINOS-kísérlet NuMI beam létrehozásával folytatódtak. Azóta az Argonne számos neutrínó kísérletben együttműködött a Fermilab-nál. A neutrínó oszcillációk tanulmányozása, ahol a neutrino egyik íze megváltoztatja az identitást egy másik ízre, manapság a részecskefizika egyik fő területe. A NOvA kísérlethez, amely jelenleg Minnesota északi részén adatokat vesz fel, az Argonne szerepet játszott a neutrínók kölcsönhatásait azonosító nagyszabású detektorszerkezetek tervezésében és építésében. Az Argonne jelenleg a következő generációs dűne detektor prototípusainak tervezését és gyártását végzi. A Dűne-kísérlet egy olyan együttműködésben valósul meg, amely magában foglalja az Argonne-t, a Fermilab-ot és a Chicagói egyetemet.

Advanced Accelerator Technology

a nagy energiájú fizika fémjelzi a részecskegyorsítók használatát. A részecskék egyre nagyobb energiákra való felgyorsítása kulcsfontosságú az új fizika, sőt potenciálisan új részecskék megtalálásához. Argonne dolgozik Fermilab, hogy új technológiákat a következő generációs részecskegyorsítók, amelyek lehetővé teszik az új fizikai kísérletek.