物理系

教师的研究

此外,他还在附近的阿贡国家实验室和费米国家加速器实验室参与了一系列广泛的研究项目, 威尼斯人平台物理系的教师们对基本粒子进行了研究, 凝聚态, 超导, 以及实验和计算生物物理学.

介子加速器程序和介子电离冷却实验

教师: 丹尼尔·卡普兰帕维尔SnopokYagmur托伦

物理学研究介子

μ子加速器计划(MAP)创建于2010年,旨在统一美国能源部支持的研究和开发,并开发μ子对撞机和中微子工厂所需的概念和技术.

这些基于介子的设施有潜力发现和探索新的令人兴奋的基础物理学, 但这需要发展高要求的技术和创新的概念. MAP希望在几年内证明一个介子对撞机的可行性, 并为致力于发展中微子工厂的国际努力做出重大贡献.

确定μ子电离冷却的可行性是国际μ子电离冷却实验(MICE)的目标, 建造一段真正的冷却通道, 测量其在不同配置下的性能, 开发和测试所有必要的软件. MICE是分步骤实现的, 随着每一步增加更多的关键成分,并允许更多的基本研究.

同步加速器x射线辐射和新型x射线光学元件和光源的发展

教师: 蒂姆•莫里森

蒂姆•莫里森的研究兴趣包括无序材料的x射线(同步辐射)吸收光谱研究, 特别是催化剂和合金, 以及新型x射线光学元件和光源的研究和开发. 除了, 莫里森正在研究一种从高中到大学水平的科学课程过渡的方法.

超导射频腔研究

教师: 约翰Zasadzinski

checchin / martinello

超导射频(SRF)腔, 表面阻抗比普通金属(如铜)低几个数量级的, 是许多粒子加速器应用的启用设备,如大型强子对撞机和散裂中子源(SNS)。. SRF腔目前是由铌元素制成的, 并且需要了解各种加工步骤(拉深)是如何进行的, 酸蚀抛光, 真空退火, 和高压水冲洗)影响腔体性能. 由于射频电流占据一个薄的表面层(~ 45nm), 研究和开发的重点是铌的表面分析.

这个威尼斯人平台的小组已经为SRF腔体研究开发了两种新的表面探针. 使用拉曼显微镜/光谱学, 随着密度泛函理论和透射电子显微镜, 他们已经确定了表面含有非晶石墨形式的过量碳的斑块, 链式碳氢化合物, 纳米尺度的NbC沉淀. SNS的一种新型等离子体清洁工艺可以去除碳和碳氢化合物,从而提高性能. 与阿贡国家实验室合作, 他们发展了点接触隧道光谱来探测表面的局部超导性. 他们在性能下降的区域发现了表面磁性,这似乎源于天然氧化物.

费米实验室短基线中微子实验

教师: 布莱斯小约翰

费米实验室的SBN

费米实验室短基线中微子(SBN)计划, 像前景, 目的探讨非标准中微子振荡的存在性. 这是在SBN完成的,通过在费米实验室利用沿光束线三个不同位置的探测器,在μ子中微子主导的助推中微子束线中搜索电子中微子的外观. 探测器是液态氩时间投影室(LArTPCs)。, 能够以无与伦比的毫米级精度生成中微子相互作用的3D数字图像. 除了它的振荡物理目标, SBN将提供中微子-氩相互作用截面的新测量方法, 并帮助开发LArTPC检测经验和基础设施, 这两者对深地下中微子实验都至关重要, 社区未来的核心长基线中微子振荡的努力. 威尼斯人平台参与了MicroBooNE和SBN探测器的设计和建造,以及这些探测器的振荡分析.

PROSPECT实验

教师: 布莱斯小约翰

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PROSPECT设计用于在反应堆反中微子探测中产生与距离相关的变化的类似测量, 但是在米尺度的距离上. 这些短基线振荡将表明标准模型没有预测到的新中微子状态的存在. 为了探究这种行为, PROSPECT将在距离田纳西州橡树岭国家实验室的高浓缩铀高通量同位素反应堆6-12米的地方放置一个可移动的三吨分段闪烁体探测器. 除了, PROSPECT测得的反中微子能谱, 完全由同位素U-235的裂变产生, 是否会对与大亚湾反应堆模式互补的反应堆模式提供新的限制. 为了实现这些目标, PROSPECT必须展示对反应堆反中微子的精确表面探测, 这是发展可行的反中微子反应堆监测技术的重要基石. 威尼斯人平台的研究小组正在领导这项实验的中微子振荡分析工作, 并负责探测器分割系统的设计与制作.

大亚湾实验

教师: 布莱斯小约翰

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大亚湾实验利用来自深圳核反应堆的反中微子, 中国, 测量中微子混合角θ13, 它可以被定义为描述电子中微子可以振荡到其他种类的程度的参数,并且是测量中微子/反中微子差异的关键步骤. 大亚湾科学家, 以及其他四个研究中微子振荡的实验的科学家, 因首次明确测量该参数而获得2016年基础物理学突破奖, 这是通过测量探测器在~500和~1时的反中微子相互作用率的相对差异得到的,距离大亚湾反应堆堆芯650米. 除了提高θ13的精度, 正在进行的大亚湾和威尼斯人平台的工作将测量反应堆的反中微子通量和能谱, 哪些是有价值的新物理搜索和应用反应堆建模和监测的目的.

重力实验研究

教师: 丹尼尔·卡普兰吊杆曼奇尼杰夫·特里

反重力

这个小组正在测试弱等效原理, 是什么构成了广义相对论和我们的宇宙模型的基础, 使用哈佛-史密森天体物理中心的仪器. 这包括G-POEM垂直bouncer系统, 让两个不同质量的物体自由落体, 以及一个半导体激光跟踪频率计(SL-TFG),用于监测质量之间的距离,精度达到皮米的几分之一.

SL-TFG还可以利用瑞士Paul Scherrer研究所的光束线产生的介子原子,对反物质引力进行独特的测量, 世界领先的介子研究中心. 该小组正在与他们和阿贡纳米材料中心合作,开发一种精密的低温干涉仪,可以对μ子束的引力位移进行皮米尺度的测量. [上图:威尼斯人平台 Picometer激光计量实验室]

范围的战士

教师: 卡罗塞格雷

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电动汽车正在极大地改变人们从一个地方到另一个地方的出行方式, 迎来一个更清洁的交通时代. 但是根据卡洛·塞格里的说法, Duchossois领导学教授,威尼斯人平台物理学教授, 但仍有一个很大的问题——这些车辆在需要充电之前可以行驶的距离.

塞格雷说,对于一些司机来说,现在更便宜的电动汽车一次充电可以行驶大约100英里, 这就出现了他所说的“范围焦虑”——西格希望通过他的研究来解决这个困境.

三年,3美元.由美国能源部高级研究计划局(ARPA-E)资助的400万美元项目, 塞格雷的跨学科团队, 包括威尼斯人平台的合作者约翰·卡苏达斯(1997年物理系), M.S. ’04); Vijay Ramani; and collaborators from Argonne National Laboratory—Elena Timofeeva, Dileep辛格, 约翰•张, 迈克尔·多巴(Michael Duoba,硕士,91届)将为这类车辆设计并制造一种新型电池.