能源部的核物理項目在2022年即將結束，其新的設施——稀有同位素光束設施(FRIB)將在密歇根州立大學投入運行。同時，該計劃的下一個項目——電子-離子對撞機的建設準備工作也在準備，該項目預計將于2024年在布魯克海文國家實驗室開工。在過去的一年里，該計劃也一直在考慮其對另一項重要研究的計劃：探測假設的無中子雙β衰變(NDBD)，這是一個非常罕見的放射性衰變過程。找到這種衰變將是一項重大突破，因為它不符合目前的物理學粒子相互作用標準模型，并向一些物理學基本問題的答案邁進，如為什么宇宙中物質比反物質更盛行。

到目前為止，能源部只為該項目提供了象征性的資金，但在11月舉行的政府核科學咨詢委員會(NSAC)的最新會議上，項目負責人蒂姆-哈爾曼說，國際上有人愿意同時資助三個NDBD實驗。不過，這些討論仍然是初步的，而且哈爾曼還指出，緊張的預算甚至有可能使該計劃目前的活動資金不足。

預算限制對研究前景的影響

霍爾曼說，雖然能源部要求為該項目增加相對較大的預算，但在此之前其預算縮減了。他還指出，FRIB和電子-離子對撞機正在對項目資金提出越來越多的要求。

霍爾曼進一步指出，盡管參議院的撥款人提議今年為該項目提供的資金比能源部要求的要多，但他們的眾議院同行提議的資金卻大大減少。談到這種分歧，他說：“如果按照下限撥款，我們將不得不縮減研究。”

國會仍未就2022財年的政府撥款進行討論，作為權宜之計，所有機構都保持在去年的資金水平上運行。通過撥款立法將需要參議院中至少10名共和黨人的同意，一些共和黨立法者建議，臨時措施可以延長到整個財年。

霍爾曼解釋說，即使根據要求的預算，一些領域也不會得到充分的資金。特別是建筑和設備項目的資金將只“足以使事情保持現有水平”。

他指出，電子-離子對撞機的預算將保持在3000萬美元左右，該項目需要大約1.2億美元來滿足其在2023年初的施工。鑒于這一差距，其時間表可能“需要被拉長”。

在較小的項目中，在FRIB上安裝的伽馬射線跟蹤陣列(GRETA)將繼續只能得到低于其計劃水平的資金。同樣，橡樹嶺國家實驗室濺射中子源的中子電偶極矩實驗的資金將“大大”低于其計劃水平，可能會影響其研究進度。

霍爾曼報告說，FRIB的設施運行和研究資金將略低于其計劃水平，盡管他也指出該設施有望在2月開始試運行，并將按計劃全面運行。

如果民主黨人成功地通過他們的法案，核物理學的預算限制可能會得到緩解。在霍爾曼的演講之后，參議院于12月發布的草案文本包括用于該計劃的建筑和設備項目的3.87億美元，而眾議院在11月通過的法案版本中沒有包括這些資金。然而，整個法案仍然缺乏通過參議院的明確途徑。

對擴大β衰變的研究越來越引人注意

如果法案最終為核物理項目提供資金，它將有利于尋找無中子的雙β衰變。盡管這樣一個項目不會像電子-離子對撞機那樣昂貴，但這種衰變很罕見，以至于下一步研究預計需要一個相當大的探測器，這仍將對該計劃的預算產生很大影響。

根據NSAC的2015年核科學長期規劃，隨著FRIB的建設進度加快，超大型NDBD實驗的工作將繼續進行，然后在FRIB完成后建造電子-離子對撞機。然而，隨著事情的發展，對撞機正在首先向前推進。

9月份在意大利召開的NDBD峰會時，哈爾曼對這一多國努力的雄心勃勃的計劃表示了熱情。他解釋說，即使是一超大型的探測器也可能不會為NDBD提供明確的證據，與會者大多同意最好能從獨立的實驗中得到相似的確認。

他說：“這是一個相當重要的結論”。來自意大利和加拿大的與會者“最直言不諱”地支持這一想法，并且會議還產生了對探索更正式國際合作的支持。

哈爾曼說，核物理項目計劃在2021年7月對潛在的超大型NDBD實驗進行了審查，重點是三個有希望的候選項目。CUPID、nEXO和LEGEND-1000。他報告說，這些工作的總體費用估計為6400萬美元、4.06億美元和4.42億美元，其中能源部分別承擔總額的55%、85%和60%。

他指出，建設所有這三個項目將涉及在10年內花費約10億美元，他說如果幾個國家提供捐款，這不會是一個“極其離譜”的數額。他還將其與那些需要加速器來推進研究的實驗所花費的更大金額進行比較。

無中子的雙β衰變的潛在發現將與歐洲核子研究中心發現超對稱性一樣，正在改變游戲規則，并與目前正在進行的任何基于加速器的研究一樣引人注目。

哈爾曼還建議，如果需要的話，正式的合作將有能力支持更大規模的后續工作。“如果下一輪的實驗不是決定性的，那么需要一套系統來完成這個任務。這不會是一個二十年的展望，而更像是一個四十年的展望，希望這個系統能夠一直貫徹下去。

新的長期計劃即將出臺核物理項目的未來方向將取決于NSAC的下一個長期計劃的，Hallman說該項目正在考慮在其2022財政年度預算確定后啟動。

為了審查NSAC制定計劃的過程，委員會聽取了Don Geesaman和John Wilkerson的意見，他們在制定上一個計劃時分別擔任NSAC和美國物理學會核物理部(DNP)的主席。

他們反映，這個過程持續了大約一年半，包括早期由DNP組織的一系列“市民會議”，然后向NSAC提交白皮書。編寫報告的工作小組由大約60名成員組成，負責根據不同的預算方案制定建議。

Geesaman將NSAC的程序與政府的高能物理咨詢小組進行的P5程序進行了對比，因為NSAC更關注科學優先事項而不是具體項目。他認為，NSAC的方法使能源部和國家科學基金會在如何滿足這些優先事項方面有更大的靈活性。

資助機構有完善的程序來評估項目的科學價值以及成本和技術有效性。......NSAC必須相信，即使在預算挑戰的限制下，這些機構也會以合理和優化的方式前進，他說。