Ein großer Teil der "großen Wissenschaft in Entwicklung" ist auf Astrophysik und Kosmologie gerichtet.Das Square Kilometer Array (SKA) und das European Extremely Large Telescope (E-ELT) sind die beiden Flaggschiff-Einrichtungen für die bodengestützte Astronomie der Zukunft.Beide sollen in den zwanziger Jahren dieses Jahrhunderts einsatzbereit sein.

SKA - Künstlerimpression (Quelle: Wikipedia).Mit einer Sammelfläche von ca. 1 km ^ 2 werden alle anderen Radioteleskope in den Schatten gestellt.

E-ELT - Künstlerimpression mit VLT und Colloseum als Maßstab hinzugefügt (Quelle: Wikipedia)

Ich freue mich sehr über die Ergebnisse von Fermilab und J-PARC zur Messung von $ (g-2) _ \ mu $, d. h anomales magnetisches Moment des Myons. Der aktuelle Wert von $ g-2 $ ist

\ begin {align} a_ \ mu ^ \ mathrm {exp} & = 0,001 \; 165 \; 920 \; 91 (63) \\ a_ \ mu ^ \ mathrm {SM} & = 0,001 \; 165 \; 917 \; 64 (52) \ end {align} Dabei ist $ \ mathrm {SM} $ die vollständige Standardmodellvorhersage, und die Unsicherheit $ (52) $ ist meist nur hadronisch. Es gibt eine Abweichung von $ 4 \ sigma $ zwischen Theorie und Experiment, die zu drei möglichen Erklärungen führt:

• Das experimentelle Ergebnis ist falsch: Die Fehler werden unterschätzt oder es gibt unentdeckte systematische Fehler bei der Messung.

• Die theoretische Berechnung ist falsch: Über den hadronischen Beitrag wird viel geforscht, da es sehr schwierig ist, ihn anhand der ersten Prinzipien abzuschätzen. Es besteht eine (meiner Meinung nach hohe) Wahrscheinlichkeit, dass der hadronische Beitrag falsch berechnet wird.

• Jenseits der Standardmodellphysik: Es gibt unbekannte Teilchen, die zu $ ​​a_ \ mu $ beitragen (z. B. supersymmetrische Teilchen).

Es gibt viele geplante Experimente, um die zweite Möglichkeit $ ^ 1 $ einzuschränken, und Fermilab und J-PARC beabsichtigen, die erste auszuschließen, damit wir sicher sind, dass der dritte Fall der richtige ist. Daher werden wir nach Fermilab und J-PARC wahrscheinlich den first quantitative Nachweis der BSM-Physik haben!

Fermilab soll von 2017 bis 2018 laufen und die Ergebnisse bald darauf präsentieren. AFAIK, es gibt keinen angekündigten Termin für J-PARC, aber er wird voraussichtlich Ende der 2010er Jahre beginnen.

Weitere Informationen finden Sie unter http://arxiv.org/abs/1512.00928

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Der Fermilab-Myonenring:

$ ^ 1 $ und ich hoffe, dass es bald endgültige Gitterberechnungen geben wird, die die Unsicherheit beseitigen.

Das Gaia-Raumschiff ist ein weiteres mit Spannung erwartetes physikalisches Experiment.Es wurde erstmals in den frühen 90er Jahren konzipiert und ist seit 2013 in Betrieb.

Ziel dieses ehrgeizigen Experiments ist es, eine 3D-Karte des Standorts und der Geschwindigkeit von bis zu 1% aller Objekte in der Milchstraße zu erstellen.Dies sollte es uns ermöglichen, unsere Modelle zur galaktischen Dynamik zu verfeinern und Probleme darin zu untersuchen, d. H. Lästige Dunkle Materie.

Weitere auf der Wiki-Seite aufgeführte Ziele sind das Ableiten der Struktur der Raumzeit durch Erkennen gebogener Photonenpfade und das Identifizieren / Klassifizieren von astronomischen Objekten einschließlich Quasaren.

Wir haben letztes Jahr einige erste Daten gesehen und viel mehr wird später in diesem Jahr erwartet!Unten finden Sie die 2015 veröffentlichte Sternendichtekarte:

Es gibt Pläne für einen linearen Kollider von Elektronenpositronen, um die neue Physik zu untersuchen, die am LHC erscheint. zwei sind im Design.

Der International Linear Collider (ILC) ist ein vorgeschlagener linearer Teilchenbeschleuniger. 1 Es ist geplant, zunächst eine Kollisionsenergie von 500 GeV zu haben, mit der Möglichkeit für a späteres Upgrade auf 1000 GeV (1 TeV). Das Gastland für den Beschleuniger wurde noch nicht ausgewählt, und die vorgeschlagenen Standorte sind Japan, Europa (CERN) und die USA (Fermilab). Japan wird als der wahrscheinlichste Kandidat angesehen, da die japanische Regierung bereit ist, die Hälfte der Kosten zu tragen, so der Studienkoordinator für Detektoren am ILC. Ab Juni 2013 könnten die Bauarbeiten 2015 oder 2016 beginnen und werden erst 2026 abgeschlossen sein.

Studien für ein alternatives Projekt namens Compact Linear Collider (CLIC) sind ebenfalls im Gange, das bei höheren Energien (bis zu 3 TeV) in einer Maschine mit vergleichbarer Länge wie der ILC arbeiten würde.

Europäisches extrem großes Teleskop

Das Europäische Extrem-Großteleskop (E-ELT) ist ein astronomisches Observatorium und das weltweit größte optische / Nahinfrarot-Extrem-Großteleskop, das derzeit gebaut wird.Es ist Teil des European Southern Observatory (ESO) und befindet sich auf Cerro Armazones in der Atacama-Wüste im Norden Chiles.Das Design besteht aus einem Spiegelteleskop mit einem segmentierten Primärspiegel mit einem Durchmesser von 39,3 Metern und einem Sekundärspiegel mit einem Durchmesser von 4,2 Metern und wird von einer adaptiven Optik, sechs Laserleitsterneinheiten und mehreren großen wissenschaftlichen Instrumenten unterstützt. [8]Das Observatorium zielt darauf ab, 13-mal mehr Licht als die größten heute existierenden optischen Teleskope zu sammeln, atmosphärische Verzerrungen zu korrigieren und Bilder zu liefern, die 16-mal schärfer sind als die des Hubble-Weltraumteleskops. [9]

James Webb-Weltraumteleskop

Das James Webb-Weltraumteleskop (JWST), früher bekannt als Next Generation Space Telescope (NGST), ist ein im Bau befindliches Weltraumobservatorium der Flaggschiffklasse und soll im Oktober 2018 starten. Das JWST wird von Anfang an eine beispiellose Auflösung und Empfindlichkeit bieten -Wellenlänge (orangerot) sichtbares Licht durch nahes Infrarot bis mittleres Infrarot (0,6 bis 27 Mikrometer) und ist ein Nachfolgeinstrument des Hubble-Weltraumteleskops und des Spitzer-Weltraumteleskops. Während Hubble über einen 2,4-Meter-Spiegel verfügt, verfügt der JWST über einen größeren und segmentierten Primärspiegel mit 6,5 Metern Durchmesser und wird sich in der Nähe des L2-Punkts Erde-Sonne befinden. Ein großer Sonnenschutz hält seinen Spiegel und vier wissenschaftliche Instrumente unter 50 K (–220 ° C; –370 ° F).

Und wenn wir über Weltraumprogramme sprechen, wird jeder Nachfolger der ISS wahrscheinlich das teuerste wissenschaftliche Bauprojekt des nächsten Jahrzehnts sein.

Einrichtung für Antiprotonen- und Ionenforschung

Die Einrichtung für Antiprotonen- und Ionenforschung (FAIR) ist eine im Bau befindliche internationale Beschleunigeranlage, in der Antiprotonen und Ionen für Forschungsarbeiten in den Bereichen Kern-, Hadronen- und Teilchenphysik, Atom- und Antimateriephysik, hohe Dichte eingesetzt werdenPlasmaphysik und Anwendungen in der Festkörperphysik, Biologie und den biomedizinischen Wissenschaften.Es befindet sich in Darmstadt in Deutschland und wird voraussichtlich ab 2018 Strahlen für die Experimente liefern.

Europäischer röntgenfreier Elektronenlaser

Der Europäische Röntgen-Freie-Elektronen-Laser (European XFEL) ist eine derzeit im Bau befindliche Röntgenforschungs-Laseranlage, deren Betrieb ab 2015 für 2017 geplant ist. Das internationale Projekt mit 11 teilnehmenden Ländern (Dänemark,Frankreich, Deutschland, Ungarn, Italien, Polen, Russland, Slowakei, Spanien, Schweden und die Schweiz) liegt in den Bundesländern Hamburg und Schleswig-Holstein.Ein Freie-Elektronen-Laser erzeugt hochintensive elektromagnetische Strahlung, indem er Elektronen auf relativistische Geschwindigkeiten beschleunigt und durch spezielle magnetische Strukturen lenkt.Der europäische XFEL ist so konstruiert, dass die Elektronen synchron Röntgenlicht erzeugen, was zu hochintensiven Röntgenimpulsen mit den Eigenschaften von Laserlicht und bei Intensitäten führt, die viel heller sind als diejenigen, die von herkömmlichen Synchrotronlichtquellen erzeugt werden.

Es ist nicht so grundlegend wie die anderen genannten Projekte, aber ich freue mich über ITER.Wenn alles nach Plan verläuft, sollte ITER der erste Fusionsreaktor sein, der mehr Energie produziert als er 2030 verbraucht.