Untuk menemukan partikel terkecil di alam semesta untuk menjawab pertanyaan terbesarnya

Fisikawan partikel Lindley Winslow menginginkan partikel terkecil di alam semesta menjawab pertanyaan terbesarnya.

Ketika dia memasuki bidang fisika partikel di awal tahun 2000-an, Lindley Winslow memasuki pusat eksperimen besar untuk mengukur tembus pandang.

Para ilmuwan sedang menyelesaikan Kamioka Liquid Sintilator Antinutrino Detector, atau Kamland, detektor partikel berukuran build yang dibangun di sekelompok tambang jauh di Pegunungan Alpen Jepang. Neutrino – Mendeteksi partikel subtomik yang dirancang untuk eksperimen ini untuk membentuk milyaran zat biasa.

Neutrino berinteraksi dengan partikel dari suatu tempat dan membusuk, dihasilkan dari Ledakan Besar Dalam kematian bintang-bintang di supernova. Mereka jarang berinteraksi dengan materi dan karenanya merupakan pembawa pesan primitif dari lingkungan ciptaan mereka.

Pada tahun 2000-an, para ilmuwan telah mengamati neutrino dari berbagai sumber, termasuk matahari, dan berspekulasi bahwa partikel-partikel itu berubah menjadi osilasi dengan “rasa” yang berbeda. Neutrino yang diproduksi oleh reaktor nuklir dekat Kamland dirancang untuk mengamati osilasi sebagai fungsi jarak dan energi.

Winslow lulus dari sekolah sebelum bergabung dengan upaya Sumland di musim panas dan menghabiskan beberapa bulan di Jepang, membantu menyiapkan detektor untuk pengoperasian dan kemudian mengumpulkan data.

Lindley Winslow

Fisikawan partikel MIT Lindley Winslow menginginkan partikel terkecil di alam semesta menjawab pertanyaan terbesarnya. Kredit: M. Scott Brewer

“Saya belajar mengoperasikan transmisi manual pada kapal penjelajah darat bertenaga ranjau, melintasi air terjun dan menyusuri terowongan panjang, di mana kami kemudian harus mendaki bukit curam di bagian atas detektor,” kata Winslow.

Pada tahun 2002, percobaan mendeteksi osilasi neutrino untuk pertama kalinya.

“Ini adalah salah satu momen dalam sains di mana Anda mengetahui sesuatu yang belum pernah dilakukan orang lain di dunia,” kenang Winslow, yang merupakan bagian dari kolaborasi ilmiah yang memenangkan Penghargaan Terobosan dalam Fisika Dasar pada tahun 2016 untuk penemuannya.

Pengalaman itu sangat penting dalam membentuk jalur karier Winslow. Pada tahun 2020, ia menjadi profesor fisika Dengan, Di mana dia terus mencari neutrino dengan Kamland dan eksperimen pendeteksian partikel lainnya untuk mendapatkan desainnya.

“Saya suka tantangan untuk mengukur hal-hal yang sangat sulit diukur,” kata Winslow, “Motivasi datang dari upaya untuk menemukan blok bangunan terkecil dan menemukan bagaimana kita hidup di alam semesta.”

Untuk mengukur yang tidak mungkin

Winslow dibesarkan di Chadsford, Pennsylvania, di mana dia menjelajahi hutan dan sungai terdekat dan belajar menunggang kuda dan bahkan bersaing secara kompetitif di sekolah menengah.

Dia mendirikan tontonan di sebelah barat perguruan tinggi dengan tujuan belajar astronomi dan diterima di Berkeley, California, di mana dia dengan senang hati memperoleh gelar sarjana dalam bidang fisika dan astronomi selama dekade berikutnya, diikuti oleh gelar sarjana dan PhD. Fisika.

Selama kuliah, Winso belajar fisika partikel dan eksperimen skala besar untuk mendeteksi partikel yang sulit dipahami. Untuk mencari proyek penelitian pascasarjana, dia diperkenalkan dengan Cryogenic Dark Matter Search atau CDMS, sebuah eksperimen yang dilakukan di bawah kampus Universitas Stanford. CDMS dirancang untuk berinteraksi dengan partikel masif lemah atau WIMPS – partikel imajiner yang dianggap mengandung materi gelap – dalam detektor yang dilapisi tembaga Altapure. Untuk proyek penelitian pertamanya, Winslow membantu dalam analisis sampel tembaga untuk percobaan generasi berikutnya.

“Melihat bagaimana semua bagian ini bekerja sama, saya ingin mencari cara untuk membuat tes untuk mengukur yang tidak mungkin, dimulai dengan pemotongan tembaga,” kata Winslow.

Karyanya dengan Command, dengan bantuan Profesor Mekanika Kuantum dan Penasihat Tesis Akhir, kemudian menginspirasinya untuk merancang eksperimen untuk mendeteksi neutrino dan partikel elementer lainnya.

“Partikel kecil, pertanyaan besar”

Setelah menyelesaikan PhD-nya, Winslow mengambil posisi postdoctoral dengan Janet Conrad, seorang profesor fisika di MIT. Dalam grup Conrad, Winslow memiliki kebebasan untuk mengeksplorasi ide-ide di luar proyek awal lab. Suatu hari, setelah menonton video tentang nanocrystals, Conrad bertanya-tanya apakah bahan skala atom bisa efektif dalam mendeteksi partikel.

“Saya ingat dia berkata, ‘Kristal nano ini benar-benar hebat. Apa yang bisa kita lakukan dengan mereka? Pergilah! ‘ Dan saya pergi dan memikirkannya, “kata Winslow.

Dia segera kembali dengan sebuah ide: apa yang akan terjadi jika nanocrystals yang terbuat dari isotop yang menarik dapat dilarutkan dalam syntilizer cair untuk mewujudkan deteksi neutrino yang lebih sensitif? Conrad menganggap itu ide yang bagus dan membantu mendapatkan dana untuk melanjutkan proyek Winslow.

Pada tahun 2010, Winslow dianugerahi Fellowship of Science for Women dan nodot untuk eksperimen kristal nano, di mana dia dianugerahi Quantum Dots (sejenis nanokristalin) yang dia rencanakan untuk bekerja sebagai penemu. Setelah menyelesaikan pascadoktoralnya, dia mengambil posisi fakultas di University of California, Los Angeles, di mana dia terus merencanakan nudot.

Tawar-menawar yang keren

Winslow menghabiskan dua tahun di UCLA pada saat pencarian neutrino berputar di sekitar tujuan baru: peluruhan beta-ganda neutrinol, sebuah proses hipotetis yang, ketika diamati, membuktikan bahwa neutrino juga memiliki penawar sendiri, yang akan membantu membeli lebih dari antimateri. Jelaskan apa yang ada disana.

Di MIT, Peter Fisher, profesor fisika dan kepala departemen, sedang mencari seseorang untuk mengeksplorasi peluruhan beta ganda. Dia menawarkan pekerjaan itu kepada Winslow, yang bernegosiasi sebagai imbalan.

Winso mengenang, “Saya mengatakan kepadanya bahwa yang saya inginkan adalah lemari es yang berkurang,” “Nilai asli untuk salah satu lemari es ini tidak kecil dan itu banyak bertanya dalam fisika partikel. Tapi dia, ‘selesai’!”

Winslow bergabung dengan fakultas MIT pada tahun 2015, menyiapkan labnya dengan lemari es kerentanan baru yang memungkinkannya mendinginkan kristal mikroskopis pada suhu milikelvin untuk mendeteksi peluruhan beta ganda dan tanda panas dari partikel menarik lainnya. Hari ini dia terus bekerja untuk generasi baru NewDot dan Comland, dan juga merupakan anggota kunci dari pengujian bawah tanah komprehensif di Italia, CEOR, dengan lemari es tipis yang jauh lebih besar yang dirancang untuk memantau erosi beta-ganda neutrino.

Winslow juga mendapatkan tempatnya di Hollywood. Pada 2016, selama penyelesaiannya di MIT, seorang kolega UCLA merekomendasikannya sebagai konsultan untuk pembuatan ulang film “Ghostbusters.” Departemen desain lokasi sedang mencari ide tentang bagaimana membuat laboratorium fisikawan partikel dari salah satu karakter film. “Saya baru saja menemukan laboratorium dengan banyak sampah yang merupakan peti besar berisi peralatan ilmiah tua, beberapa di antaranya memulai sampah,” kata Winslow. “[The producers] Dia datang ke lab saya dan berkata, ‘Ini sempurna!’ Dan pada akhirnya itu benar-benar kolaborasi yang menyenangkan.

Pada tahun 2018, karyanya mengejutkan ketika dia mendekati ahli teori Benjamin Safdi, kemudian di MIT, yang melakukan eksperimen yang disebut Abracadabra untuk mengidentifikasi partikel spekulatif lain dengan fisikawan MIT Jesse Thaler dan mantan sarjana Jonathan Kan PhD ’15. Axion, meniru a magnet – satu jenis Bintang neutron Setiap sumbu yang berinteraksi dengan medan magnet yang kuat perlu diidentifikasi secara singkat. Safdi terkejut mendengar tentang lemari es Winslow, bertanya-tanya apakah dia bisa merekayasa detektor di dalamnya untuk menguji konsep tersebut.

“MIT ini adalah contoh keajaiban,” kenang Winslow, melompat pada kesempatan untuk merancang tes yang benar-benar baru. Dalam operasi pertamanya yang berhasil, detektor Abracdabra tidak memberikan bukti tindakan. Tim tersebut sekarang merancang versi yang lebih besar dengan kepekaan yang lebih besar untuk menambah stabilitas pengenal Winslow yang terus berkembang.

“Itu semua adalah bagian dari filosofi grup saya selama 25 tahun ke depan: membuat eksperimen besar yang dapat mendeteksi partikel kecil dan menjawab pertanyaan besar,” kata Winslow.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skrining sinar-X mengidentifikasi obat yang menjanjikan untuk pengobatan COVID-19

Sebuah tim peneliti, termasuk ilmuwan MPSD, telah mengidentifikasi beberapa kandidat untuk melawan obat tersebut SARS-CoV-2 coronavirus menggunakan sumber cahaya sinar-X PETRA III di German...

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.