[论文解读] Report of the Topical Group on Cosmic Probes of Fundamental Physics for for Snowmass 2021

R. X. Adhikari, Luis A. Anchordoqui+119 more|arXiv (Cornell University)|Sep 23, 2022

Superconducting and THz Device Technology被引用 10

一句话总结

本份2021年Snowmass报告倡导对基础物理的宇宙探测项目进行协调投资，强调在MeV–GeV能量范围内的伽马射线探测器对多信使天体物理学至关重要。报告突出了粒子物理与天体粒子仪器技术之间的双向技术协同效应，并呼吁在资助和招聘方面实施系统性的DEIA改革，以确保科学的公平发展。

ABSTRACT

Cosmic Probes of Fundamental Physics take two primary forms: Very high energy particles (cosmic rays, neutrinos, and gamma rays) and gravitational waves. Already today, these probes give access to fundamental physics not available by any other means, helping elucidate the underlying theory that completes the Standard Model. The last decade has witnessed a revolution of exciting discoveries such as the detection of high-energy neutrinos and gravitational waves. The scope for major developments in the next decades is dramatic, as we detail in this report.

研究动机与目标

• 识别并优先考虑能够检验标准模型之外基础物理的宇宙探测项目。
• 加强伽马射线探测技术与粒子物理仪器的整合，以支持未来的多信使科学。
• 通过有针对性的DEIA改革，解决科学资助和职业发展中的系统性不平等问题。
• 推动各机构在连接天体粒子物理与高能物理的探测器技术方面开展协作投资。
• 通过跟踪和改进物理学研究中的多样性、公平性、包容性和可及性，确保长期科学卓越。

提出的方法

• 召集来自天体粒子物理、粒子物理和宇宙学领域的顶尖研究人员，组成专题小组，评估当前和未来的机遇。
• 分析伽马射线探测器与对撞机实验之间的技术重叠，强调共享材料、技术与人员。
• 建议持续投资于MeV–GeV能量范围的伽马射线探测器研发，以支持未来的多信使联合探测。
• 提议在资助决策中引入基于数据的DEIA追踪机制，包括性别、族裔、职业阶段和机构类型。
• 倡导将DEIA服务作为绩效评估和资助评审中的可衡量组成部分。
• 借鉴现有文献和社区白皮书，为实现科学公平发展提供政策建议。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何优化宇宙探测项目以检验标准模型之外的基础物理？
• RQ2 MeV–GeV能量范围的伽马射线探测器在推动未来多信使天体物理学中发挥什么作用？
• RQ3 如何利用粒子物理与天体粒子仪器技术之间的技术协同效应实现相互促进？
• RQ4 在物理学资助和领导力中，需要哪些系统性变革以改善多样性、公平性、包容性和可及性？
• RQ5 在资助和招聘中追踪人口统计数据如何提升公平性，并衡量DEIA举措的有效性？

主要发现

• MeV–GeV能量范围的伽马射线探测器对未来的多信使天体物理学至关重要，因为所有当前的联合探测均涉及该能量段。
• 粒子物理与天体粒子探测器研发之间存在强大且相互促进的技术关系，推动了创新的交叉融合。
• 未来十年内若无新建长期伽马射线设施，将对持续的多信使科学构成风险。
• 资助机构应系统性地追踪资助和领导岗位中的性别、族裔等人口统计数据，以识别并纠正偏见。
• 在绩效评估和资助评审中纳入DEIA服务，有助于在科学社群中制度化公平。
• 追踪并公开发布人口统计数据是实现物理学研究中多样性与包容性可衡量进展的关键第一步。