Eine supraleitende Radiofrequenz-Kavität verantwortlich für die Beschleunigung von Teilchen auf der neuen PIP-II acceleratorPhoto: Fermilab
Bau der letzten Woche begann auf einem neuen Teilchen-Beschleuniger am Fermi National Accelerator Laboratory in Illinois. Das neue Projekt macht Fermilab Flaggschiff-neutrino-Studium accelerator experiment.
Die Proton-Verbesserung-Plan II formell genehmigt durch das Department of Energy im letzten Sommer, beinhaltet Pläne für das höchste Energie-linear particle accelerator zu beschleunigen, einen kontinuierlichen Strom von Protonen mit supraleitenden Hochfrequenz-Kavitäten. Das ist ein Schluck—so ist es am besten, zu denken, es als eine zentrale Komponente der amerikanischen Labor für Teilchenphysik.
PIP-II “können Sie anderen Experimenten in der Teilchenphysik seit vielen Jahrzehnten,” Lia Merminga, die Leiterin des Projekts von Fermilab, sagte Gizmodo.
Derzeit Fermilab hat einen 500-Fuß-langen supraleitenden Hochfrequenz-Linearbeschleuniger senden kann Protonen auf 400 mega-elektronenvolt (MeV), oder rund 70 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Die PIP-II-upgrade gehören ein 700-Fuß-langen accelerator verdoppelt die Energie von 800 MeV, 84 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Dies ist immer noch ein kleiner Bruchteil der Energien von Teilchen erzeugt, der Large Hadron Collider, sondern als die Herstellung von Trauben von Teilchen, die PIP-II-upgrade produziert einen kontinuierlichen Strahl.
Ähnlich wie die Summen in eine Tasse auf die richtige Tonhöhe lässt Ihre Stimme Klang lauter, linear Beschleuniger verstärken elektrische Felder mit Resonanz. Es gibt ein elektrisches Feld in einem Hohlraum aus einem Supraleiter und mit flüssigem helium gekühlt, angeregt durch eine Hochfrequenz-Quelle mit der gleichen Resonanzfrequenz wie der Hohlraum. Dies erhöht die Amplituden der elektrischen Felder, die Beschleunigung der geladenen Teilchen, die Sie passieren.
Obwohl der accelerator hat viele Verwendungsmöglichkeiten, es ist nicht die Protonen sollten Sie am meisten interessiert im Moment—stattdessen werden diese Protonen auf ein Graphit-target, produzieren die unglaublich geringe Masse, geheimnisvolle Teilchen, sogenannte neutrinos. Billionen von diesen neutrinos reist 800 Meilen zu einer unterirdischen Detektor in South Dakota als Teil der Tiefen Unterirdischen Neutrino-Experiment, oder DUNE. DUNE-Wissenschaftler hoffen, zu verstehen, die Natur dieser Partikel, wie, warum Sie pendeln zwischen den drei möglichen Typen, die scheinbar durch Magie.
PIP-II ist auch bekannt als das erste Department of Energy finanzierten accelerator-Projekt gebaut werden, mit bedeutenden internationalen Beitrag. Etwa ein Viertel der Projekt-Finanzierung kommen aus anderen Ländern, erklärt Merminga, darunter Frankreich, Indien, Italien und das Vereinigte Königreich.
Das Projekt ist nur ein Teil der neuen neutrino-experiment, sondern zusammen mit dem DUNE-Detektoren und das Long-Baseline Neutrino-Einrichtungen, Haus der Detektoren, wird es eine wichtige US-amerikanische Teilchenphysik-experiment im Auge zu behalten.
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