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¿Cuáles son la próxima generación de experimentos de física?

El LHC y LIGO son dos ejemplos recientes de enormemente ambicioso experimentos en física fundamental, tanto de la que tomó décadas para desarrollar.

¿Cuáles son los principales experimentos que actualmente está siendo planificado y desarrollado? ¿Qué van a medir? ¿Qué impacto se espera tener? Y cuándo se espera que ir a vivir?

Un ejemplo:

  • eLISA debido 2034

    Desarrollado por la ESA, eLISA será el primer espacio dedicado basado detector de ondas gravitacionales. Consta de tres sondas que abarca millones de kilómetros, que le proporcionan un muy más exacta de la ventana de ondas gravitacionales.

    Posibles fuentes de señal: el habitual GW cosas, la primera fase del big bang, e incluso especulativo objetos como cuerdas cósmicas.

Sugiero que, en algún punto, recopilar todas las respuestas en una sola comunidad post.

34voto

Sam Saffron Puntos 1304

Una gran parte de la "gran ciencia en virtud de desarrollo' se dirige hacia la astrofísica y la cosmología. La Plaza Kilemetre Array (SKA) y el Telescopio Europeo Extremadamente Grande (E-ELT) son los dos principales equipamientos de la ciudad para la astronomía terrestre en el futuro. Ambos están previsto que entre en funcionamiento en los años veinte de este siglo.

SKA - artist impression (source: Wikipedia)

SKA - impresión artística (fuente: Wikipedia). Con un área de recaudación de aproximadamente 1 km^2 es enana todos los otros telescopios de radio.

E-ELT - artist impression with VLT and Colosseum added for scale (source: Wikipedia)

E-ELT - impresión artística con el VLT y el Coliseo añadido para la escala (fuente: Wikipedia)

26voto

sid Puntos 41

Estoy muy emocionado acerca de los resultados de Fermilab y el J-PARC en la medición de $(g-2)_\mu$, es decir, el momento magnético anómalo del muón. El valor actual de $g-2$ es

\begin{align} a_\mu^\mathrm{exp}&=0.001\;165\;920\;91(63)\\ a_\mu^\mathrm{SM}&=0.001\;165\;917\;64(52) \end{align} donde $\mathrm{SM}$ es la predicción del Modelo Estándar, y la incertidumbre $(52)$ es en su mayoría sólo hadrónica. Hay un $4\sigma$ desviación entre la teoría y el experimento, lo que conduce a tres posibles explicaciones:

  • El resultado experimental es malo: los errores que se subestima o no son detectados errores sistemáticos en la medición.

  • El cálculo teórico está mal: hay un montón de investigación sobre el hadrónica aporte porque es muy difícil estimar a partir de los primeros principios. Hay una (en mi humilde opinión, alta) probabilidad de que el hadrónica contribución está mal calculado.

  • Más allá del Modelo Estándar de la física: hay desconocidos partículas que contribuyen a $a_\mu$ (por ejemplo, partículas supersimétricas).

Hay muchos planeado experimentos para la restricción de la segunda posibilidad$^1$, y el Fermilab y el J-PARC intención de descartar la primera, de modo que tenemos la certeza de que el tercer caso es el de la derecha. Por lo tanto, después de Fermilab y el J-PARC probablemente vamos a tener la primera evidencia cuantitativa de BSM física!

Fermilab se supone debe estar en ejecución a partir del año 2017 y 2018, y presentar los resultados pronto después. AFAIK, no hay fecha anunciada para el J-PARC, pero se espera que comience en los finales de la década de 2010.

Para más información, ver http://arxiv.org/abs/1512.00928

$$ $$ $$ $$

El Fermilab de muones de anillo:

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$^1$ y espero que haya pronto va a ser definitiva celosía cálculos que resolver la incertidumbre.

21voto

Pao Puntos 16

La Nave espacial Gaia es otro esperadísima física experimento. Primero concebido en la década de los 90 ha estado en funcionamiento desde el año 2013.

El objetivo de este ambicioso experimento es crear un mapa en 3D de la ubicación y la velocidad de hasta un 1% de todos los objetos en la vía Láctea. Esto nos debería permitir perfeccionar nuestros modelos en dinámica galáctica y nos permitirá investigar los problemas en el mismo, es decir, molestos Materia Oscura.

Otro de los objetivos enumerados en la página wiki incluyen inferir la estructura del espacio-tiempo a través de la detección de la flexión de fotones de rutas y de identificación y clasificación de los objetos astronómicos, incluyendo los cuásares.

Vimos algunos datos iniciales el año pasado y mucho más se espera para finales de este año! A continuación es la estrella mapa de densidad lanzado en 2015:

18voto

Fernando Briano Puntos 3704

Hay planes para un colisionador lineal del electrón, positrón, para el estudio de la nueva física que aparece en el LHC, los dos están en el diseño.

La International Linear Collider (ILC) es una propuesta lineal acelerador de partículas.1 está previsto que haya una energía de colisión de 500 GeV inicialmente, con la posibilidad de una posterior actualización a 1000 GeV (1 TeV). El país anfitrión para el acelerador aún no ha sido elegido y propuesto lugares son Japón, Europa (CERN) y los Estados Unidos (Fermilab). Japón es considerado el candidato más probable, ya que el gobierno Japonés está dispuesto a contribuir con la mitad de los gastos, de acuerdo con el coordinador de estudio para los detectores en la CIT . A partir de junio de 2013, la Construcción podría comenzar en 2015 o 2016, y no habrá concluido antes de 2026.

Estudios para un proyecto alternativo llamado el pacto Linear Collider (CLIC) también están en marcha, que operan a altas energías (hasta 3 TeV) en una máquina con longitud comparable como la CIT.

11voto

Count Iblis Puntos 3330

Telescopio Europeo Extremadamente Grande

El Telescopio Europeo Extremadamente Grande (E-ELT) es un observatorio astronómico y el más grande del mundo óptico/infrarrojo cercano extremely large telescope ahora en construcción. Parte del Observatorio Europeo del Sur (ESO), que está situado en la cima del Cerro Armazones, en el Desierto de Atacama del norte de Chile. El diseño consta de un telescopio reflector con un 39.3 metros de altura-diámetro del espejo primario segmentado y de 4,2 metros de diámetro del espejo secundario, y será apoyado por la óptica adaptativa, seis de guía láser de star unidades y varios grandes instrumentos científicos.[8] El observatorio pretende reunir a los 13 veces más ligero que el más grande de la óptica de los telescopios existentes hoy en día, ser capaces de corregir distorsiones atmosféricas y proporcionar imágenes de 16 veces más nítidas que las del Telescopio Espacial Hubble.[9]

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