自 1982 年以來，粒子物理學家經常到科羅拉多州斯諾馬斯清新的山間空氣中，夢想著下一代粒子加速器。
預算限制意味著今年的斯諾馬斯社群夏季研究——自 2001 年以來的首次——將不那麼雄心勃勃。這項草根規劃活動將於 7 月 29 日開始，將持續一週而不是三週。物理學家們也將放棄豪華的山區度假勝地，而選擇一個更簡樸的地方：明尼蘇達州明尼阿波利斯市。
在會議召開前夕，吸引物理學家注意力的想法是相應的適度和節儉：一種稱為迴旋加速器的低能量但高強度的加速器。這項技術在 80 多年前首次使用，最終讓位於更時髦的同步加速器，後者如今為歐洲粒子物理實驗室 CERN（位於瑞士日內瓦附近）的大型強子對撞機 (LHC) 等設施提供動力。
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但是，隨著物理學家們尋找更便宜的方法來測試基本問題，迴旋加速器可能會迎來複興。
“我們需要一些完全出乎意料的東西，”馬薩諸塞理工學院（位於劍橋市）的粒子物理學家、DAEδALUS 合作專案的共同發言人珍妮特·康拉德說，該專案旨在利用連線的迴旋加速器產生亞原子中微子束。
在 2011 年美國能源部 (DOE) 關閉了位於伊利諾伊州巴達維亞的費米國家加速器實驗室 (Fermilab) 的最高能量美國粒子對撞機 Tevatron 後，美國粒子物理學家專注於建立高強度的粒子束，而不是高能量，以便他們每秒可以生成大量資料。這樣一來，即使費米實驗室在能量方面無法再與大型強子對撞機競爭，它也可以重新利用 Tevatron 的高亮度質子束並建立“強度前沿”。
圖片由《自然》雜誌提供
費米實驗室很快制定了一項名為長基線中微子實驗 (LBNE) 的旗艦強度實驗計劃。它將沿著 1,300 公里的地下路徑向南達科他州鉛附近的霍姆斯特克礦的探測器傳送中微子和反中微子束。人們認為中微子和反中微子在幾乎所有方面都表現相同，但 LBNE 將尋找關鍵的差異。它將監測三種不同型別的中微子在沿光束傳播時如何變形或振盪成另一種中微子，然後重複實驗，這次使用反中微子束。任何檢測到的差異都將表明存在根本的不對稱性——有助於解釋為什麼宇宙中的物質比反物質多得多。
2012 年，美國能源部要求費米實驗室縮減這些雄心勃勃的計劃（參見 自然 485, 16; 2012）。費米實驗室提出了一個設計方案，第一階段的成本約為 8 億美元。但是許多物理學家擔心縮減規模的實驗將不夠精確。
DAEδALUS 現在正在成為測試物質-反物質不對稱性的較低成本的替代方案。在這個計劃中，近乎靜止的質子將被傾倒在小型迴旋加速器的中心，並在磁場中呈螺旋狀加速，直到它們到達迴旋加速器的外邊緣。這些加速的質子將被注入到第二個更大的迴旋加速器中，其跨度為 15 米，這將進一步加速它們。然後，生成的質子束將射向碳和銅靶，以產生稱為π介子的粒子，其中一些衰變成反中微子。
DAEδALUS 方案的迴旋加速器對成本約為 1.3 億美元，比 LBNE 便宜得多且體積更小（參見“迴旋加速器回收利用”）。迴旋加速器無法與費米實驗室質子加速器的質子能量相匹配，但是，部分原因是它們以更高的功率執行，它們每秒將產生相當數量的反中微子，從而產生類似數量的資料。它們還將產生比 LBNE 更乾淨的反中微子束，因為 DAEδALUS 執行的能量水平允許靶中的銅整齊地分離出帶正電的π介子，而這些π介子反過來產生所需的反中微子。
迴旋加速器對可以設定在同一探測器周圍的三個不同距離或基線上，這將測量每個光束中有多少反中微子在飛行過程中轉變成不同的型別。透過同時使用三個基線執行，DAEδALUS 可以繪製出反中微子振盪的形狀或波形。如果物質和反物質之間存在不對稱性，則這些振盪的形狀將呈現出特有的模式——並且無需使用中微子束單獨執行實驗。
這兩個實驗都需要大型液體探測器，但康拉德指出，日本已經在計劃建造一個用於天體物理中微子的水基探測器，該探測器可以與 DAEδALUS 一起使用。DAEδALUS 加速器足夠便宜且體積足夠小，可以複製並圍繞預先存在的探測器構建，而不是相反。“DAEδALUS 的優點在於，你可以忘記加速器被困在實驗室裡，”康拉德說。
其他物理學家也對此印象深刻。“這是一個富有想象力的關於如何解決中微子振盪的提議，”伊利諾伊州芝加哥大學的粒子物理學家喬納森·羅斯納說，他作為美國物理學會粒子與場分部的主席負責監督斯諾馬斯研究。
LBNE 共同發言人、紐約州厄普頓布魯克海文國家實驗室的米林德·迪萬也表示，這個想法在技術上很有趣。但他表示，該想法尚未得到證實或接受，並且美國需要致力於一項圍繞美國能源部批准的 LBNE 的強大國內計劃，以吸引國際資金。
如果 DAEδALUS 在預計於 11 月釋出的斯諾馬斯最終報告中佔據重要地位，那麼它可能會在美國能源部顧問小組——粒子物理專案優先順序小組 (P5) 設定的議程中找到一席之地，該小組將在收到斯諾馬斯報告後不久召開會議並開始對專案進行排名。P5 可能會建議美國參與高能機器，包括大型強子對撞機和日本希望主辦的下一代機器——國際直線對撞機。該小組還可以重申其 2008 年報告中設定的對強度前沿的強調，這導致了旗艦 LBNE 提案。
但一些美國物理學家表示，美國預算的縮減意味著專案最終可能會更多地在科學價值和成本上競爭，而不是它們為任何國家的專案地位所做的事情。“我們必須勒緊褲腰帶，”羅斯納說。“這不僅僅是照常營業。”