Национальная ускорительная лаборатория Ферми ( Fermilab ), расположенная недалеко от Батавии, штат Иллинойс , недалеко от Чикаго , является национальной лабораторией Министерства энергетики США , специализирующейся на физике частиц высоких энергий . С 2007 года Fermilab управляется Fermi Research Alliance, совместным предприятием Чикагского университета и Ассоциации университетских исследований (URA). Фермилаб является частью Коридора технологий и исследований штата Иллинойс .
Тэватрон Фермилаб был знаковым ускорителем частиц ; до запуска в 2008 году Большого адронного коллайдера (БАК) недалеко от Женевы, Швейцария, он был самым мощным ускорителем частиц в мире, ускоряя протоны и антипротоны до энергий 980 ГэВ и производя протон-протонные столкновения с энергиями до 1,96 ТэВ , первый ускоритель, достигший энергии в один «тераэлектронвольт». [2] Имея длину 3,9 мили (6,3 км), это был четвертый по величине ускоритель частиц в мире по окружности. Одним из его наиболее важных достижений было открытие в 1995 году топ-кварка , о котором объявили исследовательские группы, используя CDF Тэватрона иДетекторы DØ . [3] Он был закрыт в 2011 году. С тех пор главный инжектор Фермилаборатории с окружностью в две мили (3,3 км) стал самым мощным ускорителем частиц в лаборатории. [4] Строительство первого корпуса нового линейного ускорителя ПИП-II началось в 2020 г. [5]
Фермилаб проводит эксперименты с нейтрино , такие как MicroBooNE (нейтринный эксперимент с микроускорителем), ICARUS (визуализация космических и редких подземных сигналов), NOνA ( внеосевой ν e внешний вид NuMI) и Muon g-2 . Завершенные эксперименты с нейтрино включают MINOS (поиск осцилляции основного инжектора нейтрино), MINOS+ , MiniBooNE и SciBooNE (эксперимент с нейтрино SciBar Booster), а также эксперимент SeaQuest с фиксированной целью. Детектор MiniBooNE представлял собой сферу диаметром 40 футов (12 м), содержащую 800 тонн минерального масла, покрытую 1520фотоэлементные детекторы . Ежегодно регистрируется около 1 миллиона нейтринных событий. SciBooNE находился в том же пучке нейтрино , что и MiniBooNE, но обладал возможностями точного отслеживания. В эксперименте NOνA и в эксперименте MINOS используется пучок NuMI (нейтрино в главном инжекторе) Фермилаб, который представляет собой интенсивный пучок нейтрино, который проходит 455 миль (732 км) через Землю к руднику Судан в Миннесоте и реке Эш. , Миннесота, место установки дальнего детектора NOνA. В 2017 году нейтринный эксперимент ICARUS был перенесен из ЦЕРН в Фермилаб, и его планируется начать в 2020 году. [6] [7]
Фермилаб также занимается исследованиями в области квантовой информатики. [8] В 2019 году он основал Фермилабский квантовый институт. [9] С 2020 года здесь также находится центр SQMS (сверхпроводящие квантовые исследования и материаловедение). [10]
В общественной сфере Фермилаб является домом для проекта восстановления экосистемы местных прерий и проводит множество культурных мероприятий: общественные научные лекции и симпозиумы, концерты классической и современной музыки, народные танцы и художественные галереи. Обычно сайт открыт с рассвета до заката для посетителей, предъявивших действительное удостоверение личности с фотографией , хотя он был временно закрыт для публики с марта 2020 года из -за пандемии COVID-19 .
Уэстон, штат Иллинойс , был общиной рядом с Батавией , за которую совет деревни проголосовал за ликвидацию в 1966 году, чтобы предоставить место для Фермилаб. [11]