スノーマスプロセス

スノーマスプロセスは、アメリカ物理学会の素粒子および場の部門が主催する素粒子物理学コミュニティ計画活動です。^[1]このプロセスでは、科学者は米国における素粒子物理学研究の今後7年から10年に向けた共同ビジョンを作成します。^[2]

当初の計画会議は1982年からコロラド州スノーマスで開催されていましたが^{[3] [4]}、2005年以降は開催地が変更されています。^{[5] [6]}スノーマス・プロセスの最近の開催地としては、ミネソタ大学（2013年）^[7]やワシントン大学（2021年）などがありますが、ワシントン大学はCOVIDの影響で2022年7月に延期されました。^[8]

現代のスノーマスプロセスは、一連の小規模な会議で構成され、最終的にはコミュニティ全体の会議で終わります。スノーマスプロセスは、「フロンティア」内の進捗状況と計画に関する報告を求めます。スノーマス2021では、「エネルギー、ニュートリノ物理学、希少プロセスと精密測定、宇宙、理論、加速器、計測、計算、地下施設、コミュニティの関与」の10のフロンティアを特定しました。^[8]

素粒子物理学コミュニティのメンバーは、関心表明書^[9]を提出し、寄稿されたホワイトペーパー^[8]に意見を提供します。フロンティアは、これらのホワイトペーパーを使用して、受け取った資料に基づいたWebベースのレポートを提供します。スノーマスプロセスの最終的な成果物は、一般向けのスノーマス概要、スノーマス概要レポート、およびスノーマスブックです。^[10]

2013年のスノーマス・プロセスの結果は、2014年の素粒子物理学プロジェクト優先順位付けパネルの決定に役立った。^{[11] 2021年のスノーマス・プロセスの注目に値する成果は、}深部地下ニュートリノ実験が2つの異なる段階で進められるという発表であった。 ^{[12] [13]}

2022年まで延長されたスノーマス2021プロセスの結果は、2022年7月にワシントン州シアトルで開催された最終会議で決定され、743人の現地出席者と654人のオンライン参加者がいた。^[14] スノーマスの結果は、科学報道機関によって詳細な記事で取り上げられた。 ^{[15] [16] 「物理学者、将来の計画について団結するのに苦戦」という}サイエンティフィック・アメリカンの記事 のタイトルは、意見の収束の問題を要約している。^[16] 記事は、新粒子の観測不足と進行中のプロジェクトのコストの高騰という2つの大きな問題がこの分野を妨げていると報告している。

地球上で最もエネルギーの高い加速器である大型ハドロン衝突型加速器(LHC)での最初の 15 年間のデータ収集では、予想外の粒子は観測されなかった。これはスノーマス プロセス全体を通じて多くの物理学者が述べた失望であり、 ^[16]スノーマス会議以外でも表明された見解を反映している。^[17] LHC は適度なアップグレードを行いながら稼働を続けるが、この発見の欠如により、今後 10 年間の高エネルギー探索の明確な焦点が定まらず、現在の素粒子物理学の基礎をなす標準モデルがプランク スケール(考えられるあらゆる実験で探査できる能力をはるかに超えるエネルギー レベル)まで完成し、素粒子物理学が「終焉に向かって喘ぐ」という「悪夢のシナリオ」を示唆している可能性もある。^[17]

しかし、2012年に期待されていた粒子であるヒッグス粒子が発見されたことで、予期せぬヒッグス相互作用の精密な探索を通じて新しい物理学が発見されるという希望が分野に生まれました。その結果、スノーマスの過程で、物理学者たちは電子陽電子衝突型加速器で建設されたヒッグス・ファクトリーでの精密測定を主張しました。 ^{[15] [16]} ヒッグス・ファクトリーは、欧州原子核研究機構（CERN）や中国など、米国外でも多数提案されており、「スノーマスでの驚きは、米国国内での衝突型加速器に対する草の根の支持」でした。 ^[15]これは、米国で開発された新しい技術である「クール・コッパー・コライダー」から生まれました。^[18]電子陽電子マシンをめぐる世界的な競争が激しすぎる場合の代替案は、世界で唯一のアプローチでヒッグス・ファクトリーとして機能できるミューオン衝突型加速器に投資することです。ミューオン衝突型加速器は2013年のスノーマス会議で議論されたが、技術が不十分であったため棚上げされた。しかし、2022年のスノーマス最終会議では、このコンセプトが「熱狂的に復活」した。^[15]

ヒッグスファクトリーを含む、2023年から2033年の10年間に米国で大規模な新規プロジェクトを立ち上げる可能性は、既存プロジェクトのコスト上昇と数年にわたる遅延のため限られている。特にスノーマスでは、物理学者が深部地下ニュートリノ実験（DUNE）プロジェクトについて深い懸念を表明した。このプロジェクトは、2015年の基本コスト13億ドルから、スコープを縮小した機器で31億ドルにまで上昇している。^[15] DUNEのコスト超過と遅延は、日本での同様の実験との激しい競争により問題となっており、^{[15] [16]}物理学者は、DUNEの結果が得られたときにその価値に疑問を抱いている。物理学者らは、DUNEの問題は「解決されたのではなく、表面化された」のではないかと懸念を表明した。^{[15]スノーマスの一部の物理学者は、コストが3倍になったために中止された}超伝導超大型加速器（SSC）の不吉なコスト増加と比較して、DUNEプロジェクトが中止される可能性があると示唆した。^[16]

スノーマスプロセスのホワイトペーパーは、2023年のP5研究にインプットを提供します。2023年のP5委員会は2022年12月に発表されました。^[19]

• 10年調査
• 科学協力ネットワーク

• スノーマスプロセス
• コミュニティ夏期研修 2013 : ミシシッピ川沿いのスノーマス
• 米国の素粒子物理学の将来計画 (2013)