CEBAF påbegynder operationer efter opgradering

Verdens mest avancerede partikelaccelerator til undersøgelse af stofets kvarkstruktur er i gang med at begynde sine første forsøg efter officiel afslutning af en opgradering til tredobling af sin oprindelige designenergi. Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF) ved Department of Energy's Thomas Jefferson National Accelerator Facility er nu tilbage online og stiger op til starten af ​​eksperimenter.

CEBAF er et DOE Office of Science User Facility til atomfysisk forskning designet til at skubbe præcisionsgrænsen stadig dybere ind i sagen. CEBAF -acceleratoren er baseret på superledende radiofrekvens (SRF) teknologi. Den bruger en strøm af elektroner, der ledes ind i fire forskellige forskningsområder til eksperimenter, der undersøger atomkernen, dets protoner og neutroner, og deres kvarker og gluoner.

CEBAF blev oprindeligt designet til at levere elektroner ved energier på 4 milliarder elektronvolt, eller 4 GeV. Opgraderingen på $ 338 millioner til 12 GeV blev officielt afsluttet den 27. september, 2017. Efter projektafslutning, laboratoriefokus flyttede til opstart af fulde CEBAF -operationer for første gang siden dets oprindelige forskningsprogram sluttede i 2012.

Processen med at forberede CEBAF til forsøg begyndte i injektoren, kilden til elektroner til CEBAF. Derefter, de superledende komponenter i CEBAF blev afkølet til inden for få grader af absolut nul, til 2 Kelvin, for at muliggøre fuld energidrift.

Store systemer blev metodisk kontrolleret og fundet klar til at transportere elektroner, og arbejdet blev påbegyndt med at optimere de superledende accelerationskomponenter, niobium hulrum. Endelig, tusinder af magneter til styring og fokusering af elektronstrålen blev omhyggeligt rampet op og kontrolleret.

På torsdag, 30. november kl. CEBAF accelererede sine første elektroner gennem en hel gennemgang af maskinen. Acceleratoroperatører bygger nu på denne indledende succes for omhyggeligt at trænge strålen gennem de ekstra passager, mens den forbereder sig på at levere den til eksperimenter. For hver passage gennem maskinen, elektronerne får energi. CEBAF er i stand til at levere op til fem pas til tre af sine eksperimentelle haller (A, B og C), og op til 5,5 pas for den fjerde (D).

CEBAF er verdens mest kraftfulde mikroskop til undersøgelse af atomkernen. Næsten 1, 600 forskere fra hele landet og rundt om i verden kommer til Jefferson Lab for at udføre forskning.

Med CEBAF, forskere studerer, hvordan kvarker interagerer, hvordan de snurrer, og hvordan de fordeles inde i protoner og neutroner. CEBAFs præcise elektronstråler vil muliggøre de første fuldt tredimensionelle visninger af strukturen af ​​protoner og neutroner og banebrydende undersøgelser af den stærke kraft, den kraft, der limer sammen, betyder noget.