Une nouvelle sonde de l'humble électron pourrait donner un aperçu des forces à l'œuvre au cœur de la matière. Maintenant, l'expérience MOLLER au Thomas Jefferson National Accelerator Facility du département américain de l'Énergie est un pas de plus vers la réalisation d'une expérience pour acquérir cette nouvelle idée. L'expérience vient de recevoir la désignation de décision critique 1, ou CD-1, du DOE, ce qui est un feu vert pour avancer dans la conception et le prototypage des équipements.

La mesure d'une expérience de réaction électrofaible lepton-lepton, ou expérience MOLLER, va sonder les électrons à l'intérieur de la matière pour faire une mesure précise de la faible charge de l'électron. La force faible est l'une des quatre forces de la nature, avec l'électromagnétique, la force forte et la gravité. La faible charge de l'électron est une mesure de l'influence que la force faible exerce sur l'électron.

Une mesure de précision de cette quantité fournit un test rigoureux du modèle standard, la théorie qui décrit les particules et les interactions qui composent la matière quotidienne, incluant une prédiction précise de la charge faible de l'électron.

"L'expérience MOLLER recherche des écarts subtils par rapport au modèle standard dans la diffusion d'un faisceau d'électrons polarisés sur des électrons cibles, " dit James " Jim " Fast, Chef de projet MOLLER du Jefferson Lab. "En effectuant une mesure de très haute précision d'un processus qui est théoriquement très bien prédit, on peut rechercher des effets minuscules qui sondent une nouvelle physique à des masses très élevées, similaires à celles des recherches directes au Grand collisionneur de hadrons du CERN."

physiciens nucléaires, dirigé par le porte-parole de la collaboration Krishna Kumar de l'Université du Massachusetts Amherst, ont travaillé sur les premières étapes de cette expérience pendant plusieurs années pour en faire le cas scientifique, développer une conception conceptuelle et mettre en place un plan solide pour mener à bien l'expérience au Jefferson Lab. La désignation CD-1 par le DOE confirme ce travail acharné et une voie à suivre.

"Ce que cela signifie dans un sens pratique, c'est que le DOE a sélectionné la réalisation de l'expérience MOLLER au laboratoire de Jefferson comme un investissement majeur dans l'équipement et a défini une fourchette de coûts. Cela initie l'effort de conception technique et le prototypage de l'équipement qui constituera le expérience MOLLER, ", explique Fast.

Bien que cette quantité ait été mesurée avec une très grande précision au laboratoire national d'accélérateurs SLAC du DOE, l'expérience MOLLER offre la possibilité de mesurer à nouveau cette quantité avec une précision cinq fois supérieure à celle de l'expérience SLAC. Cette précision considérablement accrue est ce qui est nécessaire pour que la mesure soit utilisée comme un test rigoureux du modèle standard.

Fast a déclaré que la prochaine étape de l'expérience MOLLER consiste à commencer sérieusement la conception technique. Une fois cette étape terminée, le projet devra atteindre la décision critique 2, "Approuver la référence de performance, " où la portée, le calendrier et le budget sont formellement établis, puis le CD-3 « Approuver le début de la construction ». Ce n'est qu'alors que les physiciens nucléaires seront autorisés à commencer à construire l'équipement pour l'expérience.

Bien qu'il soit gratifiant d'avoir atteint cette étape importante du projet, Fast itéré que certains des aspects les plus agréables du travail sur le projet vont au-delà des cases à cocher.

"Ce qui a été extrêmement gratifiant pour moi, c'est de voir la croissance du sens de la gestion de l'équipe, dont la plupart n'ont jamais travaillé sur un projet avec ce niveau de formalité et d'examen minutieux, " Fast a déclaré. "J'ai également été très impressionné par le dévouement de la collaboration. Bon nombre des exigences d'approbation du projet ne sont pas les choses les plus excitantes pour les scientifiques à qui consacrer du temps et de l'énergie, mais la collaboration scientifique s'est vraiment renforcée pour que ces choses soient faites et bien faites. »

Fast reconnaît également le solide soutien que le projet a reçu de la part des responsables du DOE et du bureau local du site Thomas Jefferson du DOE.

Il a dit, « Cela a été formidable de travailler avec eux tous au cours des sept derniers mois pour faire passer MOLLER à travers le CD-1 et passer à la conception technique. Maintenant, le vrai travail et le plaisir commencent ! »