原文筆者：Kelly Zegers and Karen McNulty Walsh
原文はこちら。
この記事は原文を日本語訳にしたものです。
この春の粒子検出器の最初の衝突事象を見越して、ブルックヘブン国立研究所でテープカットが行われました。
物理学者、エンジニア、および技術者からなる国際チームが、sPHENIX の組み立てに取り組んできました。
左から：検出器の電磁カロリメーターの一部、クルーが慎重に所定の位置に移動させた実験の超伝導磁石、設置の準備をしているTPC(Time Projection Chamber)と呼ばれる飛跡検出器。
ニューヨーク州アプトンで、米国エネルギー省 (DOE) の科学局長であるAsmeret Asefaw Berhe は、1月27日にDOEのブルックヘブン国立研究所を訪れ、sPHENIXとして知られている最先端の粒子検出器の刻一刻と迫りくるデビューを祝いました。家くらいの大きさの1000トンの検出器は、今春、核物理研究のための DOE 科学局ユーザー施設であるブルックヘブン国立研究所の相対論的重イオン衝突型加速器 (RHIC) でデータ収集を開始する予定です。巨大な3Dデジタルカメラのように、sPHENIXは1秒あたり15,000の粒子衝突のスナップショットを撮影し、クォークグルーオンプラズマ (QGP) の特性をよりよく理解するためのデータを科学者に提供します。
DOE科学局長のAsmeret Asefaw Berhe, Director
「ブルックヘブン国立研究所は、核物理学の専門知識の中心的なハブであり続けており、QGPを研究するための世界最高の施設となっています」と、DOE の科学局長である Asmeret Asefaw Berhe 氏は述べています。「sPHENIX検出器とそれを操作する有能なコラボレーションは、私たちにその答えとQGPの最後のピースを提供するよう努めます。」
Brookhaven Lab ディレクターの Doon Gibbs 氏は、次のように述べています。「sPHENIX は、RHIC 科学プログラムの重要な道導です。これにより、RHICですでに行われた信じられないほどの発見、特にQGPの驚くべき液体の性質によって提起された多くの疑問を探求し、電子イオン衝突型加速器での将来の発見の基礎を築くことができます。ブルックヘブンのすべての科学者、エンジニア、技術者、サポート スタッフ、そしての検出器を可能にするために協力してくれた世界中sPHENIX コラボレーターに祝福し、感謝します。」
sPHENIX のコアには、RHIC 衝突で生成された荷電粒子の軌道を曲げる 20 トンの円筒形の超伝導マグネットがあります。磁石は、複雑なシリコン検出器、TPC、および粒子ジェット、重いクォーク、まれな高運動量粒子の詳細を捉えるカロリメーター、のを含む装置で囲まれ、満たされています。これらの高度な粒子追跡システムにより、核物理学者はクォークとグルーオンのプラズマの特性をこれまで以上に高い精度で調査し、クォークとグルーオンの間の相互作用が QGP のユニークな液体のような挙動をどのように引き起こすかを理解することができます。
「我々の検出器は、100,000個のシリコンPMT、3D印刷技術を使用して構築されたカロリメーター要素、およびセンサーと電子機器が一体装置に統合された3億チャネルの耐放射線シリコン検出器を採用しています」と sPHENIX プロジェクトディレクターのEd O'Brien氏は述べています。
多くのsPHENIX検出器の装置は、RHIC運用を通じて得られた経験に基づいて構築されており、ヨーロッパの大型ハドロン衝突型加速器での実験を含む、原子核および素粒子物理学コミュニティ全体の専門知識を利用しています。
左から：ブルックヘブン担当副学長Richard Reeder、ストーニーブルック大学。 Doon Gibbs、ブルックヘブン国立研究所所長。 Asmeret Asefaw Berhe、DOE 科学局ディレクター。 Vanessa Chan 氏、最高商業化責任者兼 DOE 技術移行局ディレクター。 Robert Gordon、DOE-Brookhaven サイト オフィス、サイト マネージャー。 Haiyan Gao 氏、ブルックヘブン国立研究所、核素粒子物理学担当アソシエイト・ラボ・ディレクター。Jack Anderson、ブルックヘブン国立研究所、オペレーション担当副所長
「RHIC が 20 年以上前に操業を開始したとき、これらの技術はほとんど構想段階にありました」と O'Brien 氏は述べています。 「今、それらは sPHENIX の現実です。」
「私たちはこの分野で最も洗練された技術をまとめ、これまでにない検出器を設計するため、技術を新しい限界に押し上げました。」ブルックヘブン国立研究所の物理学者で sPHENIX の共同スポークスパーソンである David Morrison 氏は次のように述べています。 「それは本当に技術的な驚異です。」
sPHENIX は、その科学的目標を実現するために膨大な量のデータを生成します。そのデータを収集、保存、共有、分析する機能を開発することは、気候モデリング、公衆衛生、および膨大なデータセットの分析を必要とするあらゆる分野を含む他の分野に利益をもたらす方法で、データ処理の限界を押し上げるのに役立ちます。
sPHENIXの詳細を確認し、その部品のいくつかが組み合わさった様子をご覧ください。
sPHENIXは、14か国の80の大学と研究所の物理学者、エンジニア、技術者の国際的な共同作業によって構築されました。学生を含む全体で400人近くの共同作業者が参加しています。たとえば、学生は複雑な検出器サブシステムの組み立てとテストに参加し、高速電子機器向けの高速電子機器向けの費用対効果の高い材料を研究し、RHIC での衝突率を高める加速器の改良に貢献しました。
「これらの実践的な教育経験は、我が国の将来の科学者、技術者、エンジニアに貴重なトレーニングを提供しています。」とマサチューセッツ工科大学の物理学者で、sPHENIXの共同スポークスパーソンである Gunther Roland 氏は述べています。「彼らの専門知識と将来の研究は、医療画像や国家安全保障など、同様の洗練されたエレクトロニクスと最先端技術に依存する基礎物理学をはるかに超えた分野に影響を与える可能性があります。」
sPHENIX と RHIC での運用は、DOE 科学局 (NP) によって資金提供されています。
ブルックヘブン国立研究所は、米国エネルギー省科学局の支援を受けています。Office of Science は、米国の物理科学における基礎研究の最大の支援者であり、現代の最も差し迫ったいくつかの課題に対処するために取り組んでいます。詳細については、science.energy.govをご覧ください。
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