| National Accelerator Laboratory. Enrico Fermi | |
|---|---|
| Fermi National Accelerator Laboratory | |
| Flygfoto över Fermilab. Ringen i förgrunden är Tevatron Main Injector , ringen i bakgrunden är Tevatron. Dammar längs ringarna tar bort värme från acceleratorerna. | |
| Forskningens inriktning | Elementarpartiklars fysik |
| Grundad | 21 november 1967 |
| Plats | Batavia , USA |
| Officiell sida | fnal.gov |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
National Accelerator Laboratory. Enrico Fermi (det förkortade namnet Fermilab är vanligare ) ligger i staden Batavia nära Chicago ( Illinois , USA ). Ägs av det amerikanska energidepartementet . Specialiserad på forskning inom högenergifysik , astrofysik och acceleratorteknologier. Från och med den 1 januari 2008 drivs Fermilab av Fermi Research Alliance , organiserad av University of Chicago och Universities Research Association (URA). URA är ett konsortium av 91 forskningsuniversitet, de flesta från USA, men det finns även medlemmar från Kanada , Japan och Italien .
För närvarande är den huvudsakliga forskningsanläggningen vid Fermilab kollideraren Tevatron ( den avslutade sitt arbete den 30 september 2011), belägen i en underjordisk ringtunnel 6,28 km lång. Från och med den 1 januari 2007 var denna kolliderare acceleratorn med världens största partikelstråleenergi och ljusstyrka , och tappade ledningen till Large Hadron Collider 2009. Förutom kolliderexperiment ( CDF och D0 ) genomför Fermilab flera små experiment med fasta mål, experiment med neutriner och deltar i astrofysiska observationsprojekt.
En liten flock bison, introducerad vid tiden för grundandet av laboratoriet, bor på Fermilabs territorium, vilket symboliserar kopplingen mellan gränsen för modern fysik vid Fermilab och gränsen från det förflutna - prärierna . Några av lokalbefolkningen tror att bisonerna togs in för att användas som en levande strålningsdetektor om strålningsnivåerna nådde farliga nivåer. Fermilab förklarade dock att anklagelser av detta slag saknar grund [1] .
Asteroiden 11998 Fermilab fick sitt namn efter Fermilab
Beslutet att bygga National Accelerator Laboratory fattades 1967 av president Lyndon Johnson . 1974 fick laboratoriet sitt namn efter Enrico Fermi . Den första chefen för Fermilab var Robert R. Wilson , en känd fysiker och medlem av Manhattan Project . På laboratoriets territorium finns flera skulpturer som han skapade. Den främsta förtjänsten som tillskrevs honom var slutförandet av byggandet av laboratoriet i förtid och inom den tilldelade budgeten. Laboratoriets huvudbyggnad, som har en unik form, är uppkallad efter Wilson.
1978 avgick Wilson som chef för labbet i protest över finansieringsproblem för labbet och Leon Lederman tog hans plats . Under hans ledning föreslogs ett projekt för att omvandla den ursprungliga stora Fermilab-acceleratorn till Tevatron-kollideren. Under Ledermans ledning ( 1983 ) lanserades denna accelerator. 1988 avgick Lederman från sin tjänst och är för närvarande labbets direktör emeritus. Fermilab Education Centre fick sitt namn efter honom.
John Peoples var chef för laboratoriet från 1988 till 1998 . Dessa år stod för sessionen av CDF- och D0-kolliderexperimenten kallad Run I och upptäckten av t-kvarken ( 1994 ). 1995 stoppades Tevatron och konstruktionen av en ny huvudinjektor för Tevatron började på allvar att öka acceleratorns ljusstyrka. Från 1998 till 2005 drevs laboratoriet av Michael S. Witherell . Under hans ledning lanserades Tevatron-acceleratorn i läget för ökad ljusstyrka och experimentsessionen Run II började. Den 1 juli 2005 blev Piermaria Oddon direktör för Fermilab .
Fermilab är en av de möjliga platserna att bygga nästa kollider efter LHC - ILC . Men på grund av finansieringsproblem för högenergifysik i USA 2008, frystes allt arbete med detta projekt tillfälligt, och ILC :s öde är fortfarande osäkert.
I det första steget av protonacceleration från slutet av 60-talet fram till mitten av 2012 användes Cockcroft-Walton-generatorer . Totalt fanns det två sådana generatorer, varav en var en backup. Sedan slutet av 2012 har en RF-kvadrupol använts i accelerationens initiala skede. Inledningsvis accelereras negativa vätejoner H - ( de erhålls som ett resultat av passage av vätgas genom en behållare med cesium ). I nästa steg av accelerationen används en linjäraccelerator (eller linac), som accelererar partiklarna upp till 400 MeV , som ett resultat får jonerna en hastighet på cirka 70% av ljusets hastighet . Innan de går in i nästa accelerator passerar H 2 -jonerna genom kolfolien , där de förlorar elektroner och blir protoner (eller H + joner ).
Nästa steg är boosterringen . Boostern använder magneter för att hålla protonstrålen i en cirkulär bana . Protoner flyger genom boostern 20 000 gånger i genomsnitt, vilket ökar sin energi på varje varv (de accelereras av ett längsgående elektriskt fält i vissa delar av deras väg). Som ett resultat lämnar protonerna boostern med en energi på 8 GeV . Därefter flyger protonerna in i huvudinjektorn. Denna accelerator byggdes 1999 , den utför tre uppgifter: accelerera protoner, förse protoner med en viss energi för att producera antiprotoner och accelerera antiprotoner som kommer från en antiprotonkälla. (Innan huvudinjektorn skapades användes istället den så kallade huvudringen, en varmmagnetsynkrotron placerad i en tunnel ovanför Tevatronen. 1976 erhölls en rekordstrålenergi på 500 GeV på huvudringen. ). Därefter kom protoner och antiprotoner in i Tevatronen och accelererades till en nominell energi på 980 GeV . Tevatron var 6,25 km lång och använde supraledande magneter för att hålla strålen i en cirkulär bana. Protoner och antiprotoner flög i motsatta riktningar med en hastighet som praktiskt taget inte skilde sig från ljusets hastighet. Fysikerna kontrollerade strålarna så att de endast korsade sig vid två punkter där de enorma kolliderdetektorerna var placerade - D0 och CDF . På ringarna på Tevatron och Main Injector finns flera zoner där strålen extraheras från acceleratorerna, där experiment utförs med fasta mål.
Under de senaste åren har Fermilabs budgettillväxt konsekvent legat under inflationstakten och labbet har tvingats göra personalnedskärningar (100 anställda sades upp under 2005). [2] För närvarande är huvudprojektet för den nya chefen och administrationen av laboratoriet utvecklingen och, i framtiden, konstruktionen av elektron-positronkollideren ILC vid Fermilab. Men genom beslut av den amerikanska kongressen 2008 skars finansieringen av ILC- projektet i USA fyra gånger från vad som var planerat. Detta minskar avsevärt Fermilabs möjligheter att bygga denna accelerator internt. Under 2008 försämrades laboratoriets ekonomiska ställning kraftigt och direktören tvingades meddela en kommande minskning med 10 % av personalen.
2009 upphörde Tevatron att vara den högsta energikollideraren i världen, eftersom Large Hadron Collider (LHC) lanserades vid CERN :s europeiska laboratorium i Genève ( Schweiz ). Denna partikelaccelerator är stor jämfört med Tevatron (dess längd är 27 km) och kan accelerera protoner till en energi på 7 TeV. Detta motsvarar en kollisionsenergi på 14 TeV, dvs mer än 7 gånger högre än Tevatronens. Även om Fermilab fortsätter att spela en viktig roll i den framtida utvecklingen av högenergifysik, har det förlorat hederstiteln som ledande laboratorium inom detta vetenskapsområde.
Den 1 november 2006 meddelade det amerikanska energidepartementet att Fermi Research Alliance (FAA) skulle driva Fermilab i fem år med början den 1 januari 2007. IAF är organiserat som ett partnerskap mellan Universities Research Association (URA) och University of Chicago. Om ledningen bedöms framgångsrik kommer IAF att kunna förlänga kontraktet för att förvalta Fermilab i ytterligare 20 år utan anbud [3] .
Den 27 mars 2007 inträffade en allvarlig incident när man testade magneter byggda av Fermilab för LHC -kollideren vid CERN . Under magnetiska tester för en kritisk belastning kollapsade det fyrpoliga magnetstödsystemet (det har en längd på 14 meter). Som ett resultat skadades acceleratorns kylsystem [4] . Det tog 3 månaders extra arbete att lösa de problem som uppstod.