Antes y ahora / Ganador del Premio de Empleo Temprano 2012

¿Qué le permitió hacer el Premio a la Carrera Temprana 2012?

Amplia evidencia indica que el 85% de la materia en el universo existe materia oscura. Sin embargo, aún se desconoce su identidad. Incluso sus propiedades básicas, como cuánto pesa y cómo interactúa con la materia conocida, siguen siendo desconocidas.

Como físico teórico de partículas, fantaseo con nuevas ideas sobre lo que constituye la materia oscura. También estoy desarrollando nuevos conceptos experimentales sobre cómo detectar partículas de materia oscura y cualquier fuerza desconocida que permita que la materia oscura interactúe con la materia ordinaria. Mi investigación teórica influye en cómo otros científicos investigan las fronteras cósmicas, de intensidad y de energía.

Para la frontera cósmica, ha ayudado a ser pionero en nuevos conceptos de descubrimiento para la búsqueda de materia oscura debajo de la masa de masa. protones. Esto ha dado lugar a nuevas y emocionantes experiencias, como SENSEIasí como nuevos esfuerzos de investigación y desarrollo del DOE, como oscuro. Estos proyectos tienen una sensibilidad sin precedentes para varios candidatos a materia oscura previamente inexplorados.

Para los límites de la densidad, visualicé nuevas experiencias. En estos experimentos, intensos haces de electrones golpean un objetivo y potencialmente crean partículas que median nuevas fuerzas más allá de las conocidas fuerzas electromagnéticas, fuertes y débiles. Esto ha llevado a nuevos experimentos de objetivos fijos en el Laboratorio Jefferson del DOE, incluidos APEX y HPS.

Para los límites de potencia, he mostrado cómo bosones de higgs La colisión de protones de alta energía y protones en el Gran Colisionador de Hadrones arroja luz sobre la materia oscura y nuevas fuerzas. Esto ha llevado a nuevas búsquedas de la descomposición no estándar del bosón de Higgs, ya que se desintegra de formas que nuestra teoría estándar no espera.

Lo que es más importante, el Premio de Contratación Temprana del DOE me permitió capacitar a varios estudiantes de posgrado y a un investigador postdoctoral en física de partículas. Me permitió establecer un programa de investigación y un grupo de investigación sólidos al principio de mi carrera, lo que me proporcionó una base sólida a partir de la cual continuaré construyendo.

en:

Reuven Essig es profesor en el Instituto CN Yang de Física Teórica de la Universidad de Stony Brook.

Apoyo a la misión del DOE:

El Programa de investigación de carrera temprana brinda apoyo financiero esencial a los investigadores de carrera temprana, lo que les permite identificar y dirigir investigaciones independientes en áreas importantes para las misiones del DOE. El desarrollo de destacados científicos y líderes de investigación es de suma importancia para el Departamento de Energía, Oficina de Ciencias. Al invertir en la próxima generación de investigadores, la Oficina de Ciencias promueve carreras de por vida en la ciencia del descubrimiento.

Para más información, por favor vaya a Programa de investigación de carrera temprana.

Resumen del proyecto 2012:

Título: Física de Partículas en las Fronteras Cósmicas, Intensidad y Energía

un resumen

Los grandes esfuerzos en las fronteras cosmológicas y energéticas de la física de partículas están avanzando rápidamente en nuestra comprensión de los constituyentes fundamentales de la naturaleza y sus interacciones. Los objetivos generales de este proyecto de investigación son (1) interpretar y desarrollar las implicaciones teóricas de los datos recopilados dentro de estos límites y (2) proporcionar motivación teórica, base e ideas para nuevos experimentos y nuevos análisis de datos experimentales.

Dentro de los límites de densidad, se buscará experimentalmente una nueva fuerza mediada por bosones a escala GeV utilizando el Experimento A (APEX) y la Búsqueda de fotones pesados ​​(HPS), ambos en el Laboratorio Jefferson. Dentro de los límites cósmicos, se planean contribuciones a la búsqueda de partículas de materia oscura usando el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi y otros instrumentos. También se explorarán en detalle nuevas estrategias de detección directa de partículas de materia oscura con masas inferiores a GeV para facilitar el desarrollo de nuevos experimentos. Además, se examinarán las implicaciones teóricas de las anomalías actuales y futuras relacionadas con la materia oscura. Dentro de los límites de energía, se investigarán las implicaciones para los datos del Gran Colisionador de Hadrones. Se desarrollarán nuevas estrategias de búsqueda para ayudar a buscar nuevos fenómenos no descritos por el modelo estándar de física de partículas. Al reunir conocimientos de las tres fronteras de la física de partículas, esta investigación tiene como objetivo aumentar nuestra comprensión de la física de partículas fundamental.

recursos:

D Curtin, R Essig, S Gori, P Jaiswal, A Katz, T Liu, Z Liu, D McKeen, J Shelton, M Strassler, Z Surujon, B Tweedie y YM Zhong, “Extraña descomposición del bosón de Higgs de 125 GeV. ” Reverendo Dr. Phys 9075004 (2014). [DOI: /10.1103/PhysRevD.90.075004]

R Essig, M Fernández-Serra, J Mardon, A Soto, T Volansky y TT Yu, «Detección directa de materia oscura Semi-GeV con objetivos de semiconductores». Revista de física de alta energía 201646 (2016). [DOI: /10.1007/JHEP05(2016)046]

R Essig, T Volansky y TT Yu, «Nuevas limitaciones y perspectivas para la dispersión de materia oscura sub-GeV de electrones en xenón». Reverendo Dr. Phys 96, 043017 (2017). [DOI: 10.1103/PhysRevD.96.043017]