Una nuova sonda dell'umile elettrone potrebbe fornire informazioni sulle forze in azione nel cuore della materia. Ora, l'esperimento MOLLER presso il Thomas Jefferson National Accelerator Facility del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti è un passo avanti verso l'esecuzione di un esperimento per acquisire quella nuova intuizione. L'esperimento ha appena ricevuto la designazione di Decisione Critica 1, o CD-1, dal DOE, che è un semaforo verde per andare avanti nella progettazione e nella prototipazione delle apparecchiature.

La misurazione di un esperimento di reazione elettrodebole leptone-leptone, o esperimento MOLLER, sonderà gli elettroni all'interno della materia per effettuare una misurazione precisa della debole carica dell'elettrone. La forza debole è una delle quattro forze in natura, insieme all'elettromagnetismo, la forza forte e la gravità. La carica debole dell'elettrone è un indicatore di quanta influenza la forza debole esercita sull'elettrone.

Una misurazione di precisione di questa quantità fornisce un test rigoroso del Modello Standard, la teoria che descrive le particelle e le interazioni che compongono la materia quotidiana, compresa una previsione precisa della carica debole dell'elettrone.

"L'esperimento MOLLER sta cercando sottili deviazioni dal modello standard nella dispersione di un fascio di elettroni polarizzati dagli elettroni bersaglio, " disse James "Jim" Fast, Project manager MOLLER di Jefferson Lab. "Eseguendo una misurazione ad altissima precisione di un processo che è teoricamente previsto molto bene, si possono cercare piccoli effetti che sondano la nuova fisica a masse molto elevate, simili a quelle delle ricerche dirette al Large Hadron Collider del CERN."

Fisici nucleari, guidato dal portavoce della collaborazione Krishna Kumar dell'Università del Massachusetts Amherst, hanno lavorato alle prime fasi di questo esperimento per diversi anni per rendere il caso scientifico, sviluppare un progetto concettuale e mettere in atto un piano solido per realizzare l'esperimento al Jefferson Lab. La designazione CD-1 del DOE conferma quel duro lavoro e un percorso in avanti.

"Ciò che questo significa in senso pratico è che il DOE ha selezionato l'esecuzione dell'esperimento MOLLER presso il laboratorio Jefferson come un investimento importante nell'attrezzatura e ha fissato un intervallo di costi. Questo avvia lo sforzo di progettazione ingegneristica e la prototipazione dell'attrezzatura che costituirà il esperimento MOLLER, "Spiega Veloce.

Sebbene questa quantità sia stata misurata con altissima precisione presso lo SLAC National Accelerator Lab del DOE, l'esperimento MOLLER offre l'opportunità di misurare nuovamente questa quantità con una precisione cinque volte migliore rispetto all'esperimento SLAC. Questa precisione notevolmente aumentata è ciò che è necessario affinché la misurazione venga utilizzata come test rigoroso del Modello Standard.

Fast ha affermato che il prossimo passo per l'esperimento MOLLER è iniziare sul serio la progettazione ingegneristica. Una volta completato questo passaggio, il progetto dovrà raggiungere la Decisione Critica 2, "Approva la linea di base delle prestazioni, "dove l'ambito, pianificazione e budget sono formalmente stabiliti e quindi CD-3 "Approve Start of Construction". Solo allora i fisici nucleari saranno autorizzati a iniziare a costruire attrezzature per l'esperimento.

Sebbene sia gratificante aver raggiunto questo importante traguardo del progetto, Ha ripetuto rapidamente che alcuni degli aspetti più divertenti del lavoro sul progetto vanno oltre le caselle di controllo.

"Ciò che è stato estremamente gratificante per me è stato vedere la crescita dell'acume manageriale della squadra, la maggior parte dei quali non ha mai lavorato a un progetto con questo livello di formalità e controllo, " Fast ha detto. "Sono stato anche molto colpito dalla dedizione della collaborazione. Molti dei requisiti del progetto per l'approvazione non sono le cose più entusiasmanti per gli scienziati a cui dedicare tempo ed energie, ma la collaborazione scientifica si è davvero intensificata per portare a termine queste cose e farle bene".

Fast riconosce anche il forte sostegno che il progetto ha ricevuto dai manager del DOE e dell'ufficio locale Thomas Jefferson del DOE.

Egli ha detto:"È stato fantastico lavorare con tutti loro negli ultimi sette mesi per portare MOLLER attraverso il CD-1 e passare alla progettazione tecnica. Ora il vero lavoro, e il divertimento, iniziano!"