РОКВИЛЛЬ, МЭРИЛЕНД — Болельщики физики, задержите дыхание: подземная лаборатория это абсолютно жизненно важно для будущего физики элементарных частиц в США, будет стоить Министерству энергетики (DOE) между $1,2 миллиардами и $2,2 миллиардами, согласно исследованию, представленному сегодня федеральной Высокоэнергетической консультативной группе физики (HEPAP). Те числа не совсем удивительны, поскольку они по существу объединяются, денежная САМКА потратила бы на эксперимент в лаборатории с предложением, что Национальный научный фонд (NSF) тратит $875 миллионов для строительства лаборатории. Но они поместят могущественное напряжение в бюджет физики элементарных частиц САМКИ за $795 миллионов в год и могли значительно замедлить другой ключевой проект в единственной лаборатории США, исключительно выделенной физике элементарных частиц.
Отчет также разбивает мечты о некоторых физиках для размещения некоторых изящно чувствительных экспериментов в самый низкий уровень шахты, 2 500 метров вниз.До недавнего времени ученые надеялись, что NSF преобразует шахту Homestake в Блэк-Хилс Южной Дакоты в Глубокую Подземную Науку и Техническую Лабораторию (DUSEL). То средство разместило бы комплект больших экспериментов физики элементарных частиц, а также исследования меньшего масштаба в геологии, микробиологии и разработке.
Однако в декабре, Национальный Научный Совет, устанавливающий политику для NSF, отказался продолжать развитие лаборатории за $875 миллионов, возразив против предложения, что NSF тратит $480 миллионов на лабораторную инфраструктуру и разделяет другие затраты с САМКОЙ, которая построила бы самый большой эксперимент для входа в DUSEL. То решение оставило судьбу проекта в руках САМКИ, основной поддержке физики элементарных частиц в США.Таким образом, Офис САМКИ Науки попросил, чтобы комитет во главе с Джеем Марксом из Калифорнийского технологического института в Пасадене оценил затраты и риски различных вариантов для трех главных экспериментов, намеченных для Homestake. Первым является гигантский детектор частиц, который, как известно как Долгий эксперимент нейтрино базисной линии (LBNE), заманил в ловушку частицы, названные neutrinos, запущенным из Ферми Национальная Лаборатория Акселератора (Fermilab), на расстоянии в 1 300 километров в Батавии, Иллинойс.
Вторым является датчик, весящий несколько тонн для определения частиц таинственной темной материи, сила тяжести которой, кажется, связывает галактики. Третьим является датчик, весящий, по крайней мере, тонну, которая искала бы революционную форму радиоактивности, названной neutrinoless двойная порча беты.Бригада рассмотрела две технологии для строительства LBNE 1 480 метров вниз в Homestake. Это рассмотрело три возможности для эксперимента темной материи — строительство его на той глубине, на глубине 2 250 метров, или в существующем SNOLAB в Садбери, Онтарио.
Комитет считал те же три возможности для места нейтрино меньше двойным экспериментом порчи беты.Используя данные от дизайна DUSEL и других источников, бригада Маркса оценила, что LBNE один будет стоить между $1,2 миллиардами и $1,5 миллиардами с помощью более установленных из этих двух технологий. Та оценка игнорирует стоимость инфляции за десятилетие, которое потребовалось бы для строительства датчика. Темная материя и neutrinoless, двойные эксперименты порчи беты могли быть построены в 1 480 метрах за $300 миллионов и $400 миллионов, это оценило.
Здание тех двух экспериментов в SNOLab сэкономило бы приблизительно $100 миллионов, Маркс, сказанный HEPAP, несмотря на то, что он отметил, что были преимущества для наличия всех трех экспериментов в том же средстве.Маркс подчеркнул, что комитет не делал рекомендации. «Мы просто пытались оценить то, что это возьмет для осуществления этих экспериментов относительно риска, затрат и графика», говорит он. Тем не менее, кажется ясным, что отчет помещает kibosh на определенные варианты.
Например, комитет нашел, что будет стоить $700 миллионов и $900 миллионов, соответственно, для строительства темной материи и neutrinoless двойные эксперименты порчи беты 2 250 метров вниз. «Мы не считаем его экономически эффективным выбором», Маркс сказанный HEPAP. Так планирует очень глубокий уровень, которые были однажды коммерческий аргумент, кажутся мертвыми.Стоимость LBNE может потребовать задержки планов Фермилэба относительно другого большого проекта, мощного протонного акселератора под названием Проект-X заменить текущий комплекс лаборатории акселераторов. В принципе, то, что проект за $1,8 миллиарда мог быть готов бежать в 2020, заявляет директор Фермилэба Пиер Оддоне.
Если бы это было, то это могло бы генерировать neutrinos, чтобы выстрелить в законченный датчик LBNE, множество подачи других экспериментов, и обеспечить Фермилэба более широкое будущее. Но учитывая перспективу плоских бюджетов на последующие годы, Фермилэб должен будет, вероятно, приостановить Проект-X. «Мы делаем очень ясное установление приоритетов, что мы хотим сделать LBNE с существующим комплексом акселератора, и Проект-X должен будет взять свои глыбы с точки зрения планирования», говорит он.Конечно, должностные лица САМКИ сначала должны решить, хотят ли они построить какой-либо из этих экспериментов.
И это не произойдет, пока Национальный исследовательский совет Национальных Академий не взвешивается, вероятно в течение месяца, на научных аргументах в пользу лаборатории, говорит Уильям Бринкмен, глава Офиса САМКИ Науки. «Как только то сообщение приходит, мы будем работать над бюджетом 2013 [бюджетного года] для выяснения то, что мы можем сделать и что мы не можем сделать», говорит Бринкмен. «Все это зависит от того, что мы можем предоставить».Доли высоки.
Не здание LBNE мог бы означать конец Fermilab и американской внутренней программы физики элементарных частиц.