En ny sond av den ödmjuka elektronen kan ge inblick i krafterna som arbetar inuti materiens hjärta. Nu, MOLLER-experimentet vid det amerikanska energidepartementets Thomas Jefferson National Accelerator Facility är ett steg närmare att genomföra ett experiment för att få den nya insikten. Experimentet har just fått en beteckning på Critical Decision 1, eller CD-1, från DOE, vilket är ett grönt ljus för att gå vidare i design och prototypframställning av utrustning.

Mätningen av ett Lepton-Lepton Electroweak Reaction Experiment, eller MOLLER-experiment, kommer att sondera elektronerna inuti materien för att göra en exakt mätning av elektronens svaga laddning. Den svaga kraften är en av de fyra krafterna i naturen, tillsammans med de elektromagnetiska, den starka kraften och gravitationen. Elektronens svaga laddning är ett mått på hur mycket inflytande den svaga kraften utövar på elektronen.

En precisionsmätning av denna kvantitet ger ett strikt test av standardmodellen, teorin som beskriver de partiklar och interaktioner som utgör vardagsmateria, inklusive en exakt förutsägelse av elektronens svaga laddning.

"MOLLER-experimentet letar efter subtila avvikelser från standardmodellen i spridningen av en polariserad elektronstråle från målelektroner, " sa James "Jim" snabbt, Jefferson Labs MOLLER-projektledare. "Genom att göra en mycket högprecisionsmätning av en process som teoretiskt förutsägs mycket väl, man kan leta efter små effekter som undersöker ny fysik vid mycket höga massor, liknande dem för direkta sökningar på Large Hadron Collider på CERN. "

Kärnfysiker, ledd av samarbetstalesman Krishna Kumar från University of Massachusetts Amherst, har arbetat på de tidiga stadierna av detta experiment i flera år för att göra det vetenskapliga fallet, utveckla en konceptuell design och införa en robust plan för att genomföra experimentet på Jefferson Lab. CD-1-beteckningen av DOE bekräftar detta hårt arbete och en väg framåt.

"Vad detta betyder i praktisk mening är att DOE har valt att utföra MOLLER-experimentet vid Jefferson-labbet som en stor utrustningsinvestering och satt ett kostnadsintervall. Detta initierar den tekniska designsatsningen och prototypframställningen av utrustningen som kommer att utgöra MOLLER experiment, "Fast förklarar.

Även om denna kvantitet har mätts med mycket hög precision vid DOE:s SLAC National Accelerator Lab, MOLLER-experimentet erbjuder möjligheten att mäta denna kvantitet igen med fem gånger bättre precision än SLAC-experimentet. Denna kraftigt ökade precision är vad som behövs för att mätningen ska kunna användas som ett strikt test av standardmodellen.

Fast sa att nästa steg för MOLLER-experimentet är att börja teknisk design på allvar. När det steget är klart, projektet kommer att behöva uppnå kritiskt beslut 2, "Godkänn prestandabaslinje, "där omfattningen, schema och budget fastställs formellt och sedan CD-3 "Godkänn byggstart." Först då kommer kärnfysikerna att få tillstånd att börja bygga utrustning för experimentet.

Även om det är glädjande att ha nått denna stora projektmilstolpe, Det upprepades snabbt att några av de roligaste aspekterna av att arbeta med projektet går utöver kryssrutorna.

"Vad som var extremt givande för mig var att se tillväxten i ledningsskicklighet i teamet, av vilka de flesta aldrig har arbetat med ett projekt med denna nivå av formalitet och granskning, " Sa Fast. "Jag har också varit mycket imponerad av engagemanget i samarbetet. Många av projektkraven för godkännande är inte de mest spännande sakerna för forskare att ägna tid och energi åt, men det vetenskapliga samarbetet har verkligen ökat för att få saker och ting gjort och gjort bra. "

Fast erkänner också det starka stöd som projektet har fått från chefer på DOE och på DOE:s lokala Thomas Jefferson Site Office.

Han sa, "Det har varit fantastiskt att arbeta med dem alla under de senaste sju månaderna för att få MOLLER genom CD-1 och vidare till teknisk design. Nu börjar det verkliga arbetet – och det roliga –!"