摩尔基金会将帮助物理学家揭开中微子的奥秘

10月27日,詹姆斯Battat物理学副教授韦尔斯利,被评为首届成员戈登和贝蒂·摩尔基金会的队列实验物理研究人员16,一群起始的科学家展示承诺推进实验物理学的科学前沿。未来五年Battat,唯一的成员群体来自文理学院,将获得总计125万美元来支持他的努力建立一个新的中微子探测技术。

Battat花了他职业生涯的一些最有趣的研究宇宙奥秘的核心和发展技术来更好地理解物理和天体物理学的基本相互作用。这些年来,他已经找到了一个新的引力理论,暗物质仪表设计定位,寻找实验线索统一量子力学和重力。

“我职业生涯的大部分时间里,这意味着寻找信号,可能是也可能不是,和寻找机会开发探测器技术,可以打开新窗口的粒子天体物理学的发现,“Battat说。“很多我以前的工作涉及测量没有越来越好。”

2020年,Battat将他的注意力转向粒子,我们知道存在,一些最神秘的粒子。中微子,粒子Battat研究的核心,几乎是无质量和旅游几乎一样快光。虽然他们是宇宙中最丰富的粒子,通过最注意问题。

“大约1000亿每秒钟通过你的指尖,然而不会留下任何痕迹,“Battat说。“他们的许多品质阅读比现实更像是科幻小说。“例如,三种类型的中微子,称为“口味,“可以自发地变换成另一个。“想象苹果在你的厨房里突然变成一个桔子,“Battat说。“中微子能够如此壮举。”

Battat中微子探测项目与他先前的研究的野心,但他表示,这是“我的第一个实验,我知道粒子的存在。”“让知道我们会看到一些东西,”他说。“我们只是不知道。”

Battat转移他的研究集中在2020年的帮助霍夫曼Brachman奖学金,支持终身和预备终身教职的教员在韦尔斯利想要在新领域和方向进行研究。他可以购买新的测试和测量设备对他的实验室和招聘研究助理,以及由此产生的工作直接影响他的摩尔基金会建议:“在其最终的成功扮演了重要角色。”

短期Battat的研究是积极的地下深处中微子实验(沙丘),大规模的国际科学工作,旨在追踪地球上中微子。沙丘,Battat加入2020年9月,一项由1400多名研究人员在35个国家的200多个机构。完成后,项目Battat和他的同事们正在研究将包括两个中微子探测器放置在世界上最强烈的中微子束。一个探测器记录光束的源头附近粒子的相互作用,在费米国家加速器实验室伊利诺州巴达维亚的。,第二个更大的探测器将安装超过一千米的地下桑福德地下研究设施南达科他州拉领导的从源,超过1300公里。科学家们将使用这些探测器获得精密测量中微子中微子性质和可能变换的理解和他们的角色在宇宙中。

该项目是一项巨大的任务。“这几乎就像构建韦尔斯利的科学复杂地下一英里,“Battat南达科他州设施的说,并补充说挑战的规模是如此有趣,它使他改变他的研究重点从暗物质中微子。“我想我可以努力做出贡献,并把创造性的方式来解决构建这些探测器的挑战。

沙丘Battat作用于多个读出系统,包括乐器被称为数字线分析仪,和一个新的像素读出系统调用Q-Pix,旨在提高沙丘的灵敏度的物理中微子。Battat认为全国Q-Pix设计他和其他科学家正在研究将优化发现潜在的大规模粒子物理实验可以在沙丘和在其他的研究设施。在韦尔斯利,Battat的实验室正在开发一个原型Q-Pix系统,一旦它可以测试,Battat和他的研究助理将在评估其性能发挥核心作用。

通过本研究,Battat最终希望解释一些最基本的物理的奥秘,包括物质反物质不对称问题。

“为了有问题今天,必须有稍微物质比反物质,“Battat说。“粒子物理的标准模型无法解释这种不平衡。但有迹象表明,中微子可能打破物质和反物质的对称,违反平衡,并作为底层机制,让宇宙中物质,并允许我们,和一切,存在了。”

Battat说,戈登-贝蒂·摩尔基金会将“把我能做的范围和规模,和五年的时间将提供长期稳定非常有影响力。”他也兴奋与他的合作伙伴,一个前景鼓励的基础。

“实验物理学家奖的目标,和那些项目是高风险和高回报的,联邦资助机构可能会考虑风险太大,但可能长期承诺,“Battat说。“我期待着交互与其他获奖者,来自全国各地,了解他们的工作。这些对话可能推动我的研究新方向。我期待,异花受精和社区建设。我将继续开放的改变。”