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测量看不见的:寻求宇宙的最小粒子,以答案最大的问题

时间:2022-06-19 14:25:05 来源:

粒子物理学家Lindley Winslow寻求宇宙的最小粒子,以获得最大的问题。

当她在2000年初进入粒子物理领域时,林德利Winslow被扫到了巨大实验的中心,以测量隐形。

科学家们在日本阿尔卑斯山内部内部内部内部的康马液闪烁体Anteineutrino探测器或Kamland,建筑尺寸的粒子探测器。该实验旨在检测通过普通物质通过数十亿的中微子 - 亚底颗粒。

中微子在任何地方的颗粒互动和腐烂,从大爆炸到超新星的星星死亡。他们很少与物质互动,因此来自创建它们的环境的原始信使。

到2000年,科学家从各种来源观察到中微子,包括太阳,并假设通过振荡,颗粒变形成不同的“香料”。Kamland旨在观察振荡,作为距离和能量的函数,在日本附近的核反应堆产生的中微子中。

Winslow在夏天加入了康兰努力,在研究生院前,日本花了几个月,帮助准备探测器进行操作,然后收集数据。

麻省理工学院粒子物理学家林德利Winslow寻求宇宙最小的颗粒,以获得最大问题的答案。

“我学会了推动钢筋土地巡洋舰的手动传输进入矿山,经过瀑布,沿着一条长长的隧道,我们不得不徒步到一个陡峭的山丘到探测器的顶部,”Winslow说。

2002年,该实验首次检测到中微子振荡。

“这是科学中的那些时刻之一,在那里你知道世界上没有其他人的事情,”Winslow召回的是科学合作的一部分,他们在2016年获得了探索的基本物理学的突破性奖。

在塑造WinSlow的职业道路中的经验是关键的。2020年,她收到了麻省理工学院的物理学副教授的任期,她继续寻找中微子,康兰和其他粒子检测实验,她曾在设计上。

“我喜欢测量非常难以衡量的东西的挑战,”Winslow说。“动机来自试图发现最小的积木以及它们如何影响我们所居住的宇宙。”

测量不可能的

Winslow在宾夕法尼亚州的Chadds Ford中长大,在那里,她探索了附近的森林和溪流,并且还学会了骑马,甚至在高中竞争地骑行。

她为学院设立了景点,旨在学习天文学,并在伯克利加州大学被接受,在这里,她愉快地花在未来十年中,赢得了物理和天文学的本科学位,然后是硕士和博士学位物理。

中途通过大学,WinSlow了解了粒子物理学和检测难以捉摸的颗粒的大实验。搜索本科研究项目将她引入了低温的暗物质搜索,或CDMS,这是一个在斯坦福大学校园内奔跑的实验。CDMS被设计用于检测弱相互作用的巨大颗粒,或思想的WiMPS - 假设颗粒,其被认为包含在超铜中包裹的探测器中的暗物质。对于她的第一个研究项目,WinSlow帮助分析了实验下一代的铜样品。

“我喜欢看看所有这些作品如何共同努力,从采购铜,以弄清楚如何建立一个实验,基本上衡量不可能,”Winslow说。

她以后与Kamland一起工作,促进了她的量子力学教授和最终的论文顾问,进一步启发了她设计实验,以寻找中微子和其他基本颗粒。

“小颗粒,大问题”

在完成她的博士后,Winslow在麻省理工学院的物理学教授珍妮特康拉德举行了janet康拉德的职位。在康拉德的集团中,Winslow自由地探讨了超越实验室的主要项目之外的想法。有一天,在观看有关纳米晶体的视频后,康拉德想知道原子尺度材料是否可用于粒子检测。

“我记得她说,”这些纳米晶体真的很酷。我们能用他们做什么?去!'我去了并想到了它,“Winslow说。

她很快就回来了一个想法:如果从有趣的同位素制成的纳米晶体可以溶解在液体闪烁体中,还可如何实现更敏感的中性学检测?康拉德认为这是一个好主意,并帮助Winslow寻求赠款来获得项目。

2010年,WinSlow被授予科学奖学金的L'Oréal授予L'Oréal,以及她向纳米晶体实验授予的授予,她命名为浅滩,以便她计划进入探测器的量子点(一种纳米晶体)。当她完成邮政编码时,她在加州大学的洛杉矶接受了一位教师职位,在那里她继续铺设露营计划。

冷酷的便宜货

温斯洛在UCLA度过了两年的时间,期间在一个新的目标中搜索中微子的中微子:中微子双β腐烂,一个假设的过程,如果观察到,将证明中年也是它自己的抗披肩,这将有助于解释为什么宇宙比反物质更重要。

在麻省理工学院,物理教授和部门总部彼得·费舍尔希望聘请某人探索双β腐烂。他向Winslow提供了谈判的工作。

“我告诉他我想要的是稀释冰箱,”Winslow回忆说。“其中一个的基本价格不小,而且它在粒子物理学中提出了很多问题。但他就像,'完成!'“

WinSlow于2015年加入了麻省理工学院教师,将她的实验室设置有一个新的稀释冰箱,让她冷却宏观晶体到Millikelvin温度,以寻找来自双β腐烂和其他有趣的颗粒的热签名。今天,她正在继续努力露营和新一代康兰,也是CUORE的主要成员,这是一种巨大的地下实验,在意大利,具有更大的稀释冰箱,旨在观察中微子双β腐烂。

Winslow还在好莱坞制作了她的标记。在2016年,在MIT安顿下来,UCLA的一位同事推荐了她作为顾问的顾问“幽灵熊”。该集合设计部门正在寻找如何逐步逐步逐步逐步审查粒子物理学家的想法。“我刚刚继承了一个拥有巨大垃圾的实验室,需要清除 - 巨大的箱子里装满了旧科学设备,其中一些已经开始生锈,”温斯洛说。“[生产者]来到我的实验室说,'这是完美的!'最后,这是一个非常有趣的合作。“

2018年,她的工作令人惊讶的是,当她被理论家本杰明Safdi接洽,然后在麻省理工学院的麻省理工学院杰西特·塞尔和前研究生Yonatan Kahn Phd'15设计了一个叫做Abracadabra的思想实验,以检测另一个假设粒子,轴通过模拟磁场 - 一种具有强烈磁场的中子星,其应使任何相互作用的轴短可检测到。Safdi听到Winslow的冰箱,并想知道她是否可以在其中工程师造修来测试这个想法。

“这是一个麻省理工学院的精彩性的一个例子,”Winslow召回,他跳起来有机会设计一个完全新的实验。在第一次成功运行中,Abracadabra探测器报告没有轴的证据。该团队现在正在设计较大的版本,具有更大的灵敏度,添加到WinSlow的稳定的越来越多的探测器。

“这就是我集团未来25年的愿景的一部分:建立可能检测到小颗粒的大实验,以回答大问题,”Winslow说。


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