Fermilab, partnere bryder vej på partikelaccelerator for at studere spøgelsesagtige partikler, nye kræfter

Fermi National Accelerator Laboratory slog officielt vejen 15. marts på et stort nyt partikelacceleratorprojekt, der vil drive banebrydende fysikeksperimenter i mange årtier fremover.

Den nye 700 fod lange lineære accelerator, del af laboratoriets Proton Improvement Plan II (PIP-II), bliver det første acceleratorprojekt bygget i USA med betydelige bidrag fra internationale partnere. Når færdig, den nye maskine bliver hjertet i laboratoriets acceleratorkompleks, i høj grad at forbedre, hvad der allerede er verdens mest kraftfulde partikelstråle til neutrino-eksperimenter og sørge for den langsigtede fremtid for det mangfoldige forskningsprogram på Fermilab, som er tilknyttet University of Chicago.

Den nye PIP-II accelerators fleksible design vil gøre den i stand til at fungere som en ny første fase for Fermilabs kæde af acceleratorer, driver både laboratoriets flagskibsprojekt – det internationale Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), hostet af Fermilab - og dets omfattende række af partikelfysikeksperimenter på stedet, herunder søgen efter nye partikler og nye kræfter i vores univers.

DUNE er under opbygning nu, og vil være det mest avancerede eksperiment i verden, der studerer spøgelsesagtige, usynlige partikler kaldet neutrinoer. Disse partikler kan indeholde nøglen til kosmiske mysterier, der har forvirret videnskabsmænd i årtier. DUNE-samarbejdet samler mere end 1, 000 videnskabsmænd fra over 180 institutioner i mere end 30 lande, alle med et enkelt mål:at bedre forstå disse undvigende partikler og hvad de kan fortælle os om universet.

"Byggebane på PIP-II acceleratoren i dag signalerer starten på en ny æra hos Fermilab, en af ​​nybyggeri, nye eksperimenter og ny spænding omkring laboratoriets forskningsprogram, " sagde Fermilab-direktør Nigel Lockyer. "Jeg er glad og stolt over at begynde denne æra med folket i dette laboratorium, og vores partnere rundt om i verden."

PIP-II acceleratoren vil aktivere strålen, der vil sende billioner af neutrinopartikler 800 miles (1300 km) gennem jorden til den fire etager høje DUNE-detektor, skal bygges en kilometer under overfladen ved Sanford Underground Research Facility i Lead, South Dakota. Med den forbedrede partikelstråle aktiveret af PIP-II, videnskabsmænd vil bruge DUNE-detektoren til at fange de mest levende 3-D-billeder af neutrino-interaktioner, der nogensinde er set.

"Partikelacceleratorprojektet hos Fermilab vil give nye veje til undersøgelse af grundlæggende spørgsmål om universet og dets sammensætning. Projektet bygger på det vigtige forhold mellem Fermilab og University of Chicago, skabe nye muligheder for samarbejder mellem laboratoriet, universitetet og forskere rundt om i verden, " sagde University of Chicagos præsident Robert J. Zimmer, formand for bestyrelsen for Fermi Research Alliance, LLC.

PIP-II er i sig selv et banebrydende videnskabeligt instrument, og dens konstruktion er banebrydende for et nyt paradigme for acceleratorprojekter støttet af det amerikanske energiministerium. Acceleratoren ville ikke være mulig uden bidrag og verdensførende ekspertise fra partnere i Frankrig, Indien, Italien og Storbritannien. Forskere i hvert land bygger komponenter til acceleratoren, skal samles hos Fermilab. Dette vil være det første acceleratorprojekt i USA, der gennemføres ved hjælp af denne tilgang.

Med PIP-II i centrum af laboratoriets acceleratorkompleks, Fermilab vil forblive på forkant med partikelfysisk forskning og acceleratorvidenskab i en overskuelig fremtid.

"Dette er en meget spændende dag for hele det internationale PIP-II-hold. Vi er stolte af at begynde at bygge en yderst dygtig, state-of-the-art superledende radiofrekvensaccelerator, der vil tjene partikelfysikken i de kommende årtier, " sagde Fermilab PIP-II projektdirektør Lia Merminga. "Vores internationale partnere er afgørende for succesen med PIP-II, og vi ser frem til at deltage i et gensidigt givende eventyr."