Fermilab (Pode 2024)
Fermi National Accelerator Laboratory, também chamado Fermilab, Laboratório nacional de aceleradores de partículas dos EUA e centro de pesquisa em física de partículas, localizado em Batavia, Illinois, cerca de 43 km (27 milhas) a oeste de Chicago. A instalação é operada pelo Departamento de Energia dos EUA pela Universities Research Association, um consórcio de 85 universidades de pesquisa nos Estados Unidos e 4 universidades representando o Canadá, a Itália e o Japão. O Fermilab foi fundado em meados da década de 1960 em resposta a uma recomendação da Comissão de Energia Atômica de 1963 para a construção de uma instalação nacional de aceleradores de partículas para conduzir pesquisas de classe mundial em física nuclear. O local da Batavia, que se estende por mais de 2.800 hectares (6.800 acres), foi selecionado em 1966 e formalmente ocupado em 1968. O Fermilab atrai cientistas de quase todos os EUAestado e de 45 países em todo o mundo para pesquisas colaborativas sobre a natureza fundamental da matéria, o campo das partículas subatômicas.
O primeiro acelerador de partículas do Fermilab foi um síncrotron de prótons, um acelerador cíclico com uma circunferência de anel de 6,3 km (3,9 milhas). Começou a operar em 1972 e poderia acelerar os prótons para 400 gigaelétrons volts (GeV; 400 bilhões de elétrons volts). Nos anos 80, um segundo e mais poderoso acelerador de partículas, o Tevatron, foi construído no mesmo túnel, mas abaixo do anel síncrotron original.
O Tevatron era um síncrotron supercondutor que aproveitava as forças do campo magnético mais altas produzidas pelos ímãs supercondutores para acelerar os prótons para níveis de energia significativamente mais altos. O anel principal original tornou-se parte do sistema de injeção de pré-acelerador do Tevatron, acelerando as partículas para 150 GeV e depois transferindo-as para o novo anel supercondutor para acelerar a 900 GeV. Em 1987, o Tevatron começou a operar como um anti-próton de colisor de prótons - com prótons 900-GeV atingindo anti-prótons 900-GeV para fornecer energia de colisão total de 1,8 teraelétron-volts (TeV; 1,8 trilhão de elétron-volts). O anel principal original foi substituído em 1999 por um novo pré-acelerador, chamado Injetor Principal, que forneceu feixes mais intensos ao Tevatron e, portanto, aumentou o número de colisões de partículas em um fator de 10.O Tevatron foi o acelerador de partículas de maior energia do mundo até 2009, quando foi substituído pelo Large Hadron Collider da Organização Européia de Pesquisa Nuclear (CERN). O Tevatron foi encerrado em 30 de setembro de 2011.
In 1977 a Fermilab team led by American physicist Leon Lederman, studying the results of 400-GeV proton-nucleus collisions in the original main ring, discovered the first evidence for the upsilon meson, which revealed the existence of the bottom quark. The bottom quark, the fifth quark to be detected, is a member of the third and heaviest pair of quarks. The companion particle of this pair is the top quark, which is the sixth and most-massive quark; in 1995 it was also discovered at Fermilab. Scientists inferred the existence of the top quark, produced in the Tevatron as a result of 1.8-TeV proton-antiproton collisions, on the basis of its decay characteristics. In 2010, scientists used the Tevatron to detect a slight preference for B-mesons (particles that contain a bottom quark) to decay into muons rather than antimuons. This violation of charge symmetry could lead to an explanation for why there is more matter than antimatter in the universe.
The Fermilab site, consisting of thousands of hectares of undeveloped land, offers a prime opportunity to study and restore a native prairie ecosystem. Since 1975 Fermilab has been engaged in a wide-ranging prairie-restoration project—restoring native prairie grasses to the area, maintaining a herd of bison on the grounds, and establishing a waterfowl habitat. In 1989 Fermilab was recognized as a National Environmental Research Park, a protected outdoor laboratory for ecological studies.
