シカゴエリアは、特に高エネルギーと核物理学における科学研究の世界最大の濃度の一つに家です。 アルゴンヌ国立研究所、Fermilab、シカゴ大学—両方の研究室を実行—間のコラボレーションは、文字通り世界中に位置する実験の広い範囲にわたって多大な利益を 以下は、三つの機関のすべての科学者の間で起こっている最近の注目すべき共同研究のいくつかです。

南極望遠鏡で宇宙マイクロ波背景を研究する

Argonne、Fermilab、およびシカゴ大学の研究者は、南極望遠鏡を使用して宇宙マイクロ波背景（CMB）放射を研究 CMBは宇宙の最も初期の期間に形成され、科学者がそれがインフレと呼ばれる普遍的な拡大の加速されたプロセスを受けたと信じる最も初期の瞬間

空の空間の背景に非常にかすかな熱信号であるCMBを検出するには、研究者はアルゴンヌで製造され、Fermilabでテストされる正確に調整された検出器が必要です。 Fermilabの研究者はまた、10メートルの南極望遠鏡のために、基本的に大きなカメラのように機能するクライオスタットを構築しました。 このプロジェクトはシカゴ大学の研究者John Carlstromによって主導されています。 研究チームは、昨年の冬に第三世代の検出器を設置し、現在、実験のより野心的な第四世代を計画しています。

次世代のミュオン実験

今後数年間で、Fermilabはミュオンの性質を調べるための2つの新しい実験を開催します。 これらの2つの実験は、「ミューオンG-2」と「ミューオンE」と呼ばれ、正確で強い磁場に依存しています。 これらの実験の両方は、物理学の標準モデル、宇宙がどのように構築されているかの私たちの現在の最高の理解をテストするためにミューオン（磁気モーArgonneの科学者たちは、再利用されたMRI磁石を使用してこれらの実験で使用されるコンポーネントのいくつかをテストし、Fermilabでの研究が可能な限り不確実 シカゴ大学の素粒子物理学者は、これらの実験が進むにつれてミューオン物理学のプロービングに密接に関与します。

ラージハドロンコライダー（LHC）で新しい物理学のための継続的な検索

2012年にヒッグス粒子を発見した後、スイスのジュネーブにあるCERNのラージハドロンコライダー（LHC）の研究者は、新しい粒子と物理学の探求を続けている。 シカゴ地域の研究者はLHC—Argonneでの主要な実験に関与しており、シカゴ大学の研究者はATLAS実験に取り組んでおり、Fermilabの科学者はCMS実験に取り組んでいます。 各実験は、他の実験の結果を検証するために必要です。 Argonneの物理学者は、より高いビーム強度で動作するようにATLAS検出器をアップグレードする準備をしている間に、Fermilabの高エネルギー試験ビームを使用して、新しい読出方式と新しいピクセル検出器のために提案されているセンサの試験を実行しています。

とらえどころのないニュートリノの研究

アルゴンヌは、宇宙で二番目に豊富な粒子、ニュートリノを研究する長い伝統を持っています。 これらの努力は1970年代にアルゴンヌの12フィートの泡部屋の開発と始まり、FermilabのMINOSの実験のためのNuMIのビームの作成によって続けられた。 それ以来、アルゴンヌはFermilabで多くのニュートリノ実験に協力してきました。 ニュートリノのあるフレーバーが別のフレーバーに同一性を変化させるニュートリノ振動の研究は、最近の素粒子物理学の研究の主要な分野の一つである。 現在ミネソタ州北部でデータを取得しているNOvA実験では、アルゴンヌはニュートリノの相互作用を特定する大規模な検出器構造の設計と構築に尽力してきた。 アルゴンヌは現在、次世代の検出器DUNEのプロトタイプコンポーネントを設計し、製造しています。 デューン実験は、アルゴンヌ、フェルミラボ、シカゴ大学を含む共同で実現されます。

高度な加速器技術

高エネルギー物理学の特徴は、粒子加速器の使用です。 粒子をより高く、より高いエネルギーに加速することは、新しい物理学と潜在的に新しい粒子を見つけるための鍵です。 ArgonneはFermilabと協力して、新しい物理実験を可能にする次世代の粒子加速器のための新しい技術を開発しています。