Fermilab

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Fermilab
Fermilab.jpg
SídloBatavia, 605 10, USA
Souřadnice
Mateřská organizaceMinisterstvo energetiky Spojených států amerických
Oficiální webwww.fnal.gov
Logo Wikimedia Commons multimediální obsah na Commons
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) je speciální laboratoř Ministerstva energetiky Spojených států pro výzkum fyziky částic s vysokou energií. Je od roku 2007 provozována Fermiho výzkumnou aliancí (Fermi Research Alliance), což je společný podnik University of Chicago a Asociace univerzitního výzkumu (Universities Research Association – URA). Nachází se na okraji města Batavia v Illinois poblíž Chicaga.

Tevatron, umístěný ve Fermilab, byl až do roku 2008, kdy byl zahájen provoz LHC u Ženevy, nejsilnějším urychlovačem částic na světě. Protony a antiprotony urychloval na 980 GeV a kolize proton-proton realizoval s energií až 1.96 TeV, čímž se stal prvním zařízením, které dosáhlo teraelektronvoltové energie.[1] Byl se svými 6,3 km délky čtvrtým nejdelším urychlovačem na světě. Jedním z nejdůležitějších objevů, realizovaných na Tevatronu, byl objev top quarku v roce 1995.[2] Jeho činnost byla ukončena v roce 2011. Od té doby je nejsilnějším zařízením Fermilab jejich hlavní injektor s obvodem 3,3 km.[3] V roce 2020 byla zahájena stavba nového (lineárního) urychlovače PIP-II.[4]

Fermilab provozuje řadu experimentů s neutriny, například MicroBooNE (Micro Booster Neutrino Experiment), ICARUS (Imaging Cosmic and Rare Underground Signals), NOνA (NuMI Off-Axis νe Appearance) a Muon g-2. Již ukončené experimenty zahrnují MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search), MINOS+, MiniBooNE, SciBooNE (SciBar Booster Neutrino Experiment) a SeaQuest. Detektorem pro experiment MiniBooNE byla koule 12 m v průměru, naplněná 800 tunami minerálního oleje, obalená 1520 fotomultiplikátorovými detektory. Experiment zachytil asi 1 milion neutrinových událostí každý rok. SciBooNE byl instalován na témže neutrinovém paprsku, ale měl vylepšené detektory. Pro experimenty NOvA a MINOS byl instalován jiný, intenzivnější neutrinový paprsek, který procházel Zemí 732 km až k Soudan Mine a k Ash River v Minnesotě, kde byl umístěn vzdálený detektor NOvA. V roce 2017 byl z CERN do Fermilab přemístěn neutrinový experiment ICARUS, s plánovaným začátkem provozu v roce 2020.[5][6]

Fermilab se také zabývá výzkumem kvantové informatiky,[7] k čemuž v roce 2019 založila tzv. Fermilab Quantum Institute.[8] Od roku 2020 je ve Fermilab také umístěno středisko pro výzkum materiálů pro kvantovou superkonduktivitu (SQMS – Superconducting Quantum and Materials Science) center.[9]

Současný výzkum[editovat | editovat zdroj]

Fermilab ukončil a odstranil experiment s CDF (Collider Detector at Fermilab),[10] aby udělal místo pro IARC (Illinois Accelerator Research Center).[11] Stavební práce byly zahájeny na experimentech LBNF/DUNE a PIP-II, zatímco experimenty NOνA a Muon g−2 pokračují ve sběru dat.[12] Laboratoř také pokračuje ve výzkumu v oboru kvantové informatiky, včetně vývoje teleportační technologie[13] pro kvantový internet a prodlužování životnosti supravodivých rezonátorů pro použití v kvantových počítačích.[14]

Muon g−2[editovat | editovat zdroj]

Muon g−2: (výslovnost “gé mínus dva”) je experiment částicové fyziky, mající za cíl změření anomálního magnetického momentu mionu s přesností na 0,14 ppm, což by měl být citlivý test standardního modelu. Fermilab tím pokračuje v experimentu, prováděném v Brookhaven National Laboratory, který měřil anomální magnetický dipólový moment muonu.

Experiment začal sběr dat ve Fermilab v roce 2018.[15] V roce 2021 laboratoř oznámila, že výsledky úvodní studie odporují standardnímu modelu a mají potenciál objevu nových fyzikálních sil a částic.[16][17][18][19]

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Fermilab na anglické Wikipedii.

  1. SHILTSEV, V. Achievements and Lessons from Tevatron. arXiv:1205.0536 [physics]. 2012-05-02. ArXiv: 1205.0536. Dostupné online [cit. 2021-04-09]. 
  2. BANDURIN, Dmitry; BERNARDI, Gregorio; GERBER, Cecilia. Review of Physics Results from the Tevatron. International Journal of Modern Physics A. 2015-02-28, roč. 30, čís. 06, s. 1541001. ArXiv: 1409.4861. Dostupné online [cit. 2021-04-09]. ISSN 0217-751X. DOI 10.1142/S0217751X15410018. 
  3. BROWN, Bruce. Current and Future High Power Operation of Fermilab Main Injector [online]. [cit. 2021-02-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. BIRON, Lauren. Two construction projects reach major milestones at Fermilab [online]. United States Government [cit. 2021-02-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  5. ICARUS neutrino experiment to move to Fermilab
  6. STEFFEL, Catherine N. ICARUS prepares to chase a fourth neutrino [online]. symmetrymagazine.org, March 2, 2020 [cit. 2020-03-03]. Dostupné online. (anglicky) 
  7. CAINE, Paul. Argonne, Fermilab at Forefront of ‘Transformational’ Quantum Research. news.wttw.com. WTTW, 1 September 2020. Dostupné online [cit. 9 March 2021]. (anglicky) 
  8. SALLES, Andre. Fermilab launches new institute for quantum science [online]. United States Government [cit. 2021-03-09]. Dostupné online. (anglicky) 
  9. BIRON, Lauren. White House Office of Technology Policy, National Science Foundation and Department of Energy announce over $1 billion in awards for artificial intelligence and quantum information science research institutes [online]. United States Government [cit. 2021-03-09]. Dostupné online. (anglicky) 
  10. AYSHFORD, Emily. Retired equipment lives on in new physics experiments. www.symmetrymagazine.org. Symmetry, 30 January 2019. Dostupné online [cit. 25 February 2021]. (anglicky) 
  11. KROC, Thomas K.; COOPER, Charlie A. Illinois Accelerator Research Center. arXiv:1705.00073 [physics]. 2017-04-28. ArXiv: 1705.00073. Dostupné online [cit. 2021-04-09]. 
  12. BIRON, Lauren. Two construction projects reach major milestones at Fermilab [online]. United States Government [cit. 2021-02-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  13. VALIVARTHI, Raju; DAVIS, Samantha; PENA, Cristian. Teleportation Systems Towards a Quantum Internet. PRX Quantum. 2020-12-04, roč. 1, čís. 2, s. 020317. ArXiv: 2007.11157. Dostupné online [cit. 2021-04-09]. ISSN 2691-3399. DOI 10.1103/PRXQuantum.1.020317. 
  14. ROMANENKO, A. Three-Dimensional Superconducting Resonators at T < 20 mK with Photon Lifetimes up to τ = 2 s. Physical Review Applied. March 2020. DOI 10.1103/PhysRevApplied.13.034032. (anglicky) 
  15. MARTIN, Bruno. Fermilab’s Muon g-2 experiment officially starts up [online]. United States Government [cit. 2021-02-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  16. OVERBYE, Dennis. Finding From Particle Research Could Break Known Laws of Physics - It’s not the next Higgs boson — yet. But the best explanation, physicists say, involves forms of matter and energy not currently known to science.. The New York Times. April 7, 2021. Dostupné online [cit. April 7, 2021]. (anglicky) 
  17. MARC, Tracy. First results from Fermilab’s Muon g-2 experiment strengthen evidence of new physics. Fermilab. April 7, 2021. Dostupné online [cit. April 7, 2021]. (anglicky) 
  18. Fyzika je na prahu objevu nové síly prostupující náš vesmír - Novinky.cz. www.novinky.cz [online]. [cit. 2021-04-09]. Dostupné online. 
  19. WAGNER, Vladimír. Magnetka mionu míří k nové fyzice. www.osel.cz [online]. 2021-04-08 [cit. 2021-04-14]. Dostupné online. 

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]