リア・メルミンガ 米国のフェルミ国立加速器研究所のXNUMX番目の所長になりました。 彼女は、加速器科学、素粒子物理学の未来、そしてこの象徴的で影響力のある研究センターを率いる最初の女性であることについて、ローラ・ヒスコットに話します。
リア・メルミンガ 科学の世界で主要なマントルを取り上げたばかりです。 XNUMX月には、著名な加速器物理学者 取締役に就任 フェルミ国立加速器研究所 (Fermilab) – 世界で最も象徴的な素粒子物理学研究センターの XNUMX つ。 その最高の仕事に到達することは記念碑的な成果であり、加速器物理学への旅が最初に始まった研究所の所長になるまでの道のりを Merminga は振り返ります。
1960 年に生まれた母国ギリシャで育った Merminga は、子供の頃から科学を追求する決意を持っていました。 確かに、彼女の最初のインスピレーションの XNUMX つは、彼女の家族が彼女の叔父で物理学の博士号を取得したジョージ・ダウスマニスについて話すのを聞いたことでした。 コロンビア大学. 「彼は私の家族の中で伝説的でした」と彼女は回想します。 「[ノーベル賞を受賞した物理学者] と大学院生だった彼の魅力的な写真を持っています。 レオン・リーダーマン および 李政道 バックグラウンドで。 マーミンガの科学への関心は、次の伝記によってさらに刺激されました。 マリー·キュリー、彼女が13歳で読んだ、そして彼女が中等学校で持っていた優秀な女性の物理教師. 「これは生きるに値する人生だと感じました」と彼女は言います。
学校を卒業した後、マーミンガは大学で物理学を学びました。 アテネ大学. XNUMX 年目の論文の指導教官は素粒子物理学の教授であり、マーミンガはこれが自分が進みたい科学の分野であると判断しました。 「それ以上に深遠なことはありません」と彼女は説明します。「物質の最も基本的な構成要素と相互作用を理解するだけです。」
彼女は大学院での研究に照準を合わせました ミシガン州アナーバーの大学、米国、理論的な素粒子物理学を研究する意図。 Merminga の出願は成功し、1983 年に彼女は学業の夢を追うために世界中を移動しました。
Merminga はコースを受講し、選択した分野でいくつかの研究プロジェクトを行いました。 しかし最終的に、彼女は、理論を開発してから実験的にテストできるようになるまでの長い時間スケールのために、理論的な素粒子物理学は彼女が想像していたほど満足のいくものではないことに気付きました。 フェルミ研究所で加速器科学の大学院生プログラムについて学んだ後、彼女は初めて研究所を訪れました。 これは、彼女のキャリアにおいて極めて重要な瞬間であることが判明しました。
加速する科学
粒子加速器は、陽子や電子からイオンまで、荷電粒子のビームを光に近い非常に高速で推進します。 加速器科学は、素粒子物理学や他の多くの科学分野を可能にするために、これらの巨大な機械の設計、操作、最適化に焦点を当てています。 研究者は、単に衝突の結果を見るのではなく、ビームを制御して方向付ける能力の向上に常に取り組んでいます。
「これらの実験のタイムスケールは、素粒子物理学よりもはるかに短いです」と Merminga は説明します。 「それは私にとって魅力的でした。 理論を立ててテストし、すぐに結果を得ることができました。」 そこで彼女はフェルミラボの博士課程に参加し、 テバトロン – 当時世界最高エネルギーのコライダー。
衝突を最適化するには、特に十分に研究されていない非線形効果が存在する場合に、コライダー トンネル内の粒子のビームを予測して制御できることが重要です。 博士課程のプロジェクトで、Merminga はテバトロンの理論形式と実験データを使用して、ビームのダイナミクスがビームの操縦と集束に使用される磁気システムにどのように反応するかを研究しました。 彼女の仕事は、当時計画されていた超電導スーパーコライダーの設計に影響を与えました。
博士号を取得した後、当時その特定のプログラムを卒業した XNUMX 人目の学生になりました。マーミンガは、 スタンフォード リニア アクセラレーター センター (SLAC)。 それ以来、彼女は加速器科学の複数の分野の専門家としてキャリアを積んできました。 実際、彼女はいくつかのリーダーシップの役割を果たしてきました。 トライアンフ、カナダの粒子加速器センター。
プロジェクトの優先順位
Merminga のキャリアが進む一方で、Fermilab も変化していました。 2011 年、約 30 年にわたる陽子と反陽子の衝突の後、テバトロンは閉鎖されました。 これは、研究室の焦点が高エネルギー実験から離れた大きな変化を示しました。 この変更の背後にある理論的根拠の一部は、素粒子物理学の国際的な性質に由来しています。単一の国ではすべての実験を行う能力がないため、大規模な研究施設がさまざまな分野を調査することは理にかなっています。
2011によって、 CERNさん 大型ハドロン衝突型加速器 テバトロンよりも高いエネルギーで稼働していました。 そこで Fermilab は、代わりに高強度の実験で主導権を握る機会を見出しました。 後者はニュートリノを研究する上で特に重要です。 これらの小さな粒子は相互作用の割合が非常に低いため、そのようなイベントを観察するには、それらを大量に生成することが不可欠です。
2015 年、新しい実験をサポートするために、Fermilab は 陽子改善案Ⅱ (PIP-II)、そしてマーミンガは彼女に戻った 母校 プロジェクトをリードする。 PIP-II は長さ 215 m の線形加速器で、フェルミラボの新しい加速器複合施設の心臓部として機能し、複数の新しい実験に貢献します。 PIP-II の主な目標の XNUMX つは、強力な陽子ビームをグラファイト ターゲットに発射することにより、世界で最も強力なニュートリノ ビームを作成することです。 これらのニュートリノは XNUMX つの 深部地下ニュートリノ実験 現在建設中の (DUNE) 検出器 - 1300 つはフェルミ研究所、もう XNUMX つは XNUMX km 離れたサウスダコタにあります。
これほど離れた場所にある理由は、ニュートリノが電子、ミューオン、タウの XNUMX つの「フレーバー」に分かれており、移動中にこれらのタイプの間で「振動」するという奇妙な振る舞いを示すためです。 XNUMX つの検出器間の距離が大きいと、これらの振動に対する感度が高くなり、この動作は宇宙全体に深刻な影響を与える可能性があります。 物理学者は、ニュートリノと反ニュートリノがそれらのフレーバー間で振動する方法に違いがあるかもしれないと考えています。 このような違いは、宇宙に反物質よりも多くの物質が存在する理由の鍵となる可能性さえあります。これは、私たち自身の存在にとって重要な条件です.
DUNE がニュートリノ振動と C-P 破れに対する決定的な答えにできるだけ早く到達するのを見たいと思っています。なぜならそれは物質と反物質の非対称性に関連しているためです。
リア・メルミンガ
そこで Merminga は、PIP-II によるニュートリノ研究がこの大きな疑問に光を当てることを望んでいます。 「DUNE ができるだけ早くニュートリノ振動と C-P 違反に対する決定的な答えに到達するのを見てみたいです」と彼女は言います。
Merminga は、フェルミ研究所が世界のリーダーである超伝導無線周波数 (SRF) 技術などの関連技術にも興奮しており、研究所がその限界をどこまで押し上げられるかを熱心に見守っています。 SRF は、加速器の壁の電流に対する抵抗によって通常発生するエネルギー損失を回避することにより、加速器の性能を向上させます。 PIP-II の構造は超伝導ニオブでできており、この特性を利用するために 2 K に冷却されます。
現在、彼女は PIP-II ではなく、フェルミラボ全体のディレクターを務めているため、以前ほど密接に関与することはありませんが、プロジェクトの進捗状況についていくつもりであり、プロジェクトに情熱を注いでいます。 . 「それが完成したら、私の後の世代がさらに 50 年間使用することになります」と彼女は言います。 「永続的な価値のあるものに貢献することは強力です。」
先駆者
科学的知識が進歩する一方で、それを取り巻く世界も同様に進歩しています。 フェルミラボが初めて女性によって率いられているという事実は、おそらくそれらの変化の証です. 個人的に、マーミンガは性別が自分のキャリアの障害になっているとは感じておらず、技術的な習熟度の力を強調しています。
「私が部屋にいる唯一の女性の場合」と彼女は説明します。 それが私のキャリアの中でこれに対処してきた方法です。 あなたがしていることに非常に優れていれば、彼らは遅かれ早かれあなたの言うことを聞かなければならないでしょう. それにもかかわらず、彼女は、物理学における女性の過小評価を変える必要があると信じており、利用できるより多様な視点を持つチームは、より影響力があり効果的であると付け加えています.
Merminga さんは、女子校に通っていたことが自信の大きな要因だと考えており、男子はより自己主張が強い場合があることを指摘しています。 「18 歳になるまで、私は少し保護された環境にいました」と彼女は言います。 「それが自分に自信をつけるのに役立ちました。 私が大学に行ったとき、学生の女性はわずか 10% でしたが、それまでに、それは問題ではないという十分な自信を築いていました。」
したがって、マーミンガは、女の子だけの物理プログラムが、女の子が主題を研究する力をより強く感じるのに役立つと信じています. しかし、彼女は、人々がキャリアを通じて直面する実際的な問題にも対処する多面的なソリューションが必要だと言います. たとえば、Fermilab には、保護者がより簡単に仕事に専念できるようにするオンサイト デイケアがあります。
もちろん、もうXNUMXつの大きな要因は、主題における女性の可視性を高めることです. Merminga は、これが彼女にとって役に立ったと述べています。彼女が在学中の女性の物理教師に触発され、その後、Tevatron の建設の主任物理学者である Helen Edwards に触発されたからです。 「実際に動いている人を見ると、とても力になります」と彼女は言います。
幸いなことに、これは近年さらに改善されています。 2016年より素粒子実験物理学者 ファビオラ・ギアノッティ CERN の事務局長であり、その役職に就いた最初の女性でもあります。 Merminga が Fermilab の指揮をとったことで、物理学で最も知名度の高い XNUMX つの仕事は現在、女性によって占められています。 まだまだやるべきことがありますが、これは重要なマイルストーンのように感じます。
未来の策定
Merminga は以前にも主要なプロジェクトやプログラムを率いていましたが、Fermilab のような大規模な研究所を指揮することは彼女にとって新しい挑戦でした。 しかし、彼女は、リーダーシップと大規模な科学的実体の管理の基本原則は変わらないと信じています。
「明確なビジョンを持つことが重要です」と彼女は言います。 そのビジョンを実現するための計画を持つこと。 そして、私自身と他のすべての人に、それを実現する責任を負わせます。」
LHC後の未来に備える
では、フェルミラボに対する Merminga のビジョンは何ですか? これは、引き継いだばかりの彼女がまだ策定中であるものであり、彼女は多くの視点を検討することに熱心です. XNUMX 月に彼女がとった最初の行動の XNUMX つは、ラボの従業員と Fermilab のユーザー コミュニティから話を聞くための「リスニング ツアー」に着手することでした。 詳細はまだ作業中ですが、フェルミラボに対する彼女の野望の大まかな流れは、「多様で世界クラスの労働力に支えられて、素粒子物理学とアクセラレータの科学、技術、イノベーションで世界をリードすることです。 優れた堅牢なオペレーションとビジネス システム。 私たちの使命と統合された持続可能なキャンパス戦略によって。 そして、地域的、国内的、国際的なパートナーシップを持続させ、可能にすることによって。」
彼女は自分のキャリアを振り返り、最初に加速器科学を始めた研究所の所長になることに多くの感情を抱いていると言います。 「XNUMX つの言葉で要約します。深い感謝です」と彼女は言います。 「私は大学院生としてここに来て、世界最高の物理学者たちと当時存在していた最先端のコライダーで実験を行うことができて非常に光栄でした. どれだけ幸運になれるか？ ギリシャの詩人コンスタンティヌス・カヴァフィーの詩「イサカ」が思い浮かびます。 彼は、「イサカはあなたに素晴らしい旅を与えてくれました」と書いています。おそらくこれは、他の若い科学者にも同様の機会を与えたいと彼女が強調していることから、所長としての彼女の使命のより個人的な側面に影響を与えているのでしょう。 そして、それを前払いするだけでなく、前世代の物理学者とフェルミ研究所の元ディレクターの遺産を尊重したいと考えています.
私は責任と感謝を感じ、この軌道を継続できるという多くの楽観主義を感じています
リア・メルミンガ
振り返ってみると、元監督の XNUMX 人であるレオン・レダーマンが、マーミンガの叔父を描いた写真の背景にいるのは偶然のようです。 「私たちは巨人の肩の上に立っています」と彼女は言います。 「フェルミラボが革新と画期的な発見で世界中で認められている偉大な機関であるという伝統を継続するという大きな責任を感じています。 責任と感謝の気持ち、そしてこの軌道を継続できるという多くの楽観主義を感じています。」
