粒子加速器的未来就在眼前

布鲁克海文国家实验室的科学家、EIC计划的负责人埃尔克-卡洛琳·阿斯切诺尔说:“一切进展顺利。我们拥有制造这种独特的粒子加速器和探测器的技术，可以进行测量，并与基础理论一起首次为核物理中长期存在的基本问题提供答案。”

EIC并不是布鲁克海文唯一一个旨在重塑核物理和粒子物理的项目。即将得到的来自相对论重离子对撞机的数据最终可以探测到难以捉摸的手性磁效应。同时，计划中的加速器可以利用可持续能源运行，这与当今的机器大相径庭。

在2021年APS 4月会议期间的一次新闻发布会上，研究人员将讨论尖端的加速器如何与能源消耗以及我们对物质本质的假设相冲突。

一个强大的核物理新设备

阿斯切诺尔说：“ EIC的科学进步将帮助我们所有人了解我们来自何处以及我们周围的可见物质是如何由其基本组成部分组成的。”

手性磁效应(CME)的实验测量。在重离子碰撞中横穿束轴z的(x-y)平面中强子角相关性模式的图示。

加速器和探测器将充当一种照相机，拍摄电子与极化质子和离子碰撞的3d图像和影象。就像用于原子的CT扫描仪一样，EIC将让科学家们看到携带力的胶子粒子是如何将质子和中子的内部成分夸克结合在一起的。它还将有助于于基本粒子自旋的理解。

阿斯切诺尔将在EIC项目第一年(BNL和Thomas Jefferson国家加速器设施之间的合作)提供状态更新，并概述其实验设备。

寻找手性磁效应

EIC将建立在相对论重离子对撞机的基础上，并将很快取得自己的重大成果。

2021年夏季，数据分析可能会在一项旨在寻找手性磁效应的决定性证据的实验中结束。这种拟议的效果有助于解释标准模型的许多基本特征，并可以解释为什么我们的宇宙中包含的物质远远多于反物质，这对人类的存在至关重要。

印第安纳大学布卢明顿分校的理论核物理学家廖金峰将分享有关该实验可能获得的成果的关键预测。

廖说:“正如我们理论研究预测的那样，这些特征明确无误地证明了等压线碰撞实验中手性磁效应的存在。”

Liao和同事创建了一个基于流体动力学的自定义计算工具，用于模拟实验碰撞以及手性磁效应可能引起的任何变化。

他们表明，与之前的实验相比，新实验更有可能检测到这种效应，之前的尝试长期受到微弱信号和强背景污染的困扰。这些预测已发表在《物理评论快报》上。

探索深刻的亚原子问题需要巨大的能量。

康奈尔大学教授格奥尔格·霍夫斯塔特(Georg Hoffstaetter)说：“大型粒子加速器消耗的能量多到惊人。

他将分享来自康奈尔-BNL测试加速器(CBETA)的结果，CBETA是世界上第一个通过重复利用束能量多次加速束流同时为自身提供动力的加速器。它通过超导和磁性设备进一步减少了电力需求。

康奈尔-BNL测试加速器

测试加速器使用的能量回收直线加速器技术可能会催生具有更高束流且消耗更低能耗的小型粒子加速器。

霍夫斯塔特说：“人们可以从能量回收直线加速器技术的工业应用中收益，比如使用更好的计算机芯片，在用永久磁铁引导光束的放射治疗中心得到治疗，或者吸入加速器生产的医用同位素。”

在测试加速器成功的基础上，其首席研究员兼布鲁克海文高级物理学家德扬·特博耶维奇将介绍一种新型绿色能源对撞机的设计。

粒子沿着由高质量永磁体构成的赛道束线加速，而无需使用电源。

特博耶维奇说：“绿色加速器”显示了一种全新的加速粒子的方式，这种方式可以非常严格地控制粒子的运动，并且具有极高的能量范围。这是前所未有的。”

他将演示EIC，以及大型强子对撞机正在考虑的类似加速器，如何将节能特性纳入其中。