欧洲APPEC发布2017-2026年欧洲天体粒子物理战略

作者: 2018-01-09 17:59 来源:
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201711月,欧洲天体粒子物理联盟(APPEC)发布《欧洲天体粒子物理战略2017-2026[1],这是APPEC20082011年之后发布的第3份天体粒子物理路线图,提出了未来10年要实现的13个科学目标。

1)高能伽马射线。通过使用地基伽马射线望远镜(如高能立体望远镜系统(HESS)和重要大气伽马射线成像切伦科夫望远镜(MAGIC))以及主要参与费米等卫星任务,欧洲在用高能伽玛射线探索极端宇宙方面发挥了领先的先锋作用。下一代以欧洲为主导的的全球项目将是切伦科夫望远镜阵列(CTA),预计将于2023年开始作为天文台全面运作。APPEC将全力支持CTA的合作,以确保CTA及时、经济有效地完成和长期运行的资金。

2)高能中微子。对于北半球(包括贝加尔湖10亿吨容量探测器(GVD)),APPEC强烈支持立方公里中微子望远镜(KM3NeT)到2020年实现:具有最佳角度分辨率的大容量望远镜,用于高能中微子天文学;专为低能中微子优化的专用探测器,主要目的是解决中微子质量等级。对于南半球,APPEC期待在美国第二代冰立方中微子探测器(IceCube-Gen2)中做出积极的决定。

3)高能宇宙射线。APPEC强烈支持皮埃尔•奥格天文台在2019年前安装AugerPrime探测器。同时,APPEC敦促天体粒子物理界继续研发具有成本效益的替代技术,能提供100%(昼夜)的工作周期,以便最终实现可以使用非常大的天文台观测到全天空。

4)引力波。通过与其全球合作伙伴以及引力波国际委员会(GWIC)的磋商,APPEC将确定升级现有和下一代地基干涉仪的时间表。APPEC还将强烈支持欧洲的下一代地基干涉仪爱因斯坦望远镜(ET)项目,开发所需的技术和获得ESFRI的地位。在空基干涉仪方面,APPEC强烈支持欧洲的激光干涉空间天线(LISA)提案。

5)暗物质。APPEC鼓励继续开展寻找弱相互作用大质量粒子(WIMP)和非WIMP暗物质的实验以及探测器研发。与其全球合作伙伴一起,APPEC希望在2019年左右实现至少一个基于氙(50吨左右)的最终暗物质探测器和一个基于氩(约300吨)的探测器。

6)中微子的质量和性质。APPEC强烈支持目前的直接中微子质量测量和中微子双β衰变搜寻。APPEC计划到2020年将发布中微子质量和特性的下一代实验路线图。

7)中微子混合和质量等级。从科学的角度以及作为全球战略的一部分,APPEC强烈支持欧洲参与深地下中微子实验(DUNE)和超超级神冈(Hyper-Kamiokande)实验以开发长基线中微子束设施,以及参与江门中微子实验(JUNO)核反应堆中微子实验。

8)宇宙微波背景(CMB)。欧空局普朗克卫星任务使欧洲在这个领域的空间实验中发挥了重要作用,而美国在地面实验中则处于领先地位。除了精度更高外,下一代实验的主要目的是试图找出宇宙膨胀的迹象:在CMB偏振模式下原初引力波的印记。APPEC强烈支持欧洲主导的卫星任务(如宇宙起源探索者(COrE))在太空中绘制CMBAPPEC将鼓励面向下一代地面实验的探测器研发,与美国的举措相辅相成。

9)暗能量。APPEC支持即将进行的欧空局Euclid卫星任务,这将在天基暗能源研究方面建立明确的欧洲领导地位。由于与Euclid卫星的互补性,APPEC鼓励欧洲继续参与以美国为首的暗能量谱仪装置(DESI)和大型综合巡天望远镜(LSST)地面研究项目。为了充分利用基于卫星和地面实验的综合实力,数据交换至关重要。

10)天体粒子理论。APPEC支持天体粒子物理领域的理论计划,特别关注粒子物理学、天文学和宇宙学等相邻学科。APPEC鼓励在其成员国之一建立天体物理学理论中心。

11)探测器研发。APPEC通过有针对性的共同呼吁和技术论坛,激励和支持一系列探测器研发项目,将科学家和工业联合起来。

12)计算和数据策略。APPEC要求所有相关的实验来检查他们的计算需求。APPEC将与粒子物理学和天文学界进行合作,以确保未来在现有的欧洲计算资源和需求之间取得平衡。此外,APPEC鼓励使用数据格式标准来促进实验之间的数据访问。APPEC支持向开放获取发布战略转型,并鼓励公开提供数据以培育公民科学

13)独特的基础设施:深层地下实验室。为了保持可用容量和计划活动之间的良好匹配,APPEC将通过深层地下实验室综合活动(DULIA)计划等,促进为地下实验室提供持续的支持并促成地下实验室之间的合作。                                         (黄龙光)



[1] European Astroparticle Physics Strategy 2017-2026. http://www.appec.org/wp-content/uploads/Documents/Current-docs/APPEC-Strategy-Book-Proof-13-Oct.pdf

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