Fermilab

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Ir para: navegação, pesquisa


Fermi National Accelerator Laboratory
Fermilablogo.PNG
Fermilab satellite.gif

Vista aérea: Anel injetor principal (pequeno) e o Tevatron (grande)
Fundação 21 de novembro de 1967 (National Accelerator Laboratory)
Tipo Laboratório - Centro de Pesquisas
Sede Winfield, Illinois,
 Estados Unidos
Membros 87 universidades principalmente orientadas a area de pesquisa.
Línguas oficiais Inglês
Filiação Departamento de Energia dos Estados Unidos, Universidade de Chicago e "URA"
Diretor-Geral Nigel S. Locker
Organização Robert Rathbun Wilson, Leon Max Lederman
Sítio oficial www.fnal.gov

Fermilab (de Fermi National Accelerator Laboratory) é um laborátório especializado em física de partículas de alta energia do Departamento de Energia dos Estados Unidos localizado em Batavia, próximo a Chicago, Illinois. Foi fundado em 1967 com o nome National Accelerator Laboratory e em 1974 foi renomeado em homenagem a Enrico Fermi, um dos primeiros a estudar o fenômeno da fissão nuclear.

A partir do dia 1 de janeiro de 2007, Fermilab é operado pela "Research Alliance Fermi", uma empreitada conjunta entre a Universidade de Chicago e "URA"[nota 1]. Fermilab é uma parte do Corredor de Tecnologia e Pesquisa de Illinois. O Corredor é uma área localizada no nordeste de Illinois. O corredor vai basicamente da rodovia interestadual 88 até o condado de DuPage, mas muitas das empresas e centros de pesquisa estão localizados em quase toda a área de Chicago.

O acelerador de partículas Tevatron do Fermilab é um marco em física; com seus 6.3 km (3,9 milhas) de circunferência, é segundo maior acelerador de partículas do mundo, depois do Grande Colisor de Hádrons (LHC) (com 27 km de circunferência, localizado no CERN). Em 1995, ambos os experimentos, CDF and DØ (detectores que utilizam o Tevatron) anunciaram a descoberta do quark top o mais importante experimento do Fermilab. Além do colisor de alta energia, o Fermilab hospeda experimentos menores de colisões e de neutrinos, como o MiniBooNE e MicroBooNE (Mini Booster Neutrino Experiment and Micro Booster Neutrino Experiment), SciBooNE (SciBar Booster Neutrino Experiment) e MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search). O detector MiniBooNE é uma esfera de diâmetro de 12 metros que contém 800 toneladas de óleo mineral revestidas com 1.520 detectores fototubo. Estima-se que 1 milhão de eventos de neutrinos são registrados a cada ano. O SciBooNE é a mais nova experiência de neutrinos no Fermilab; ela se se assenta no mesmo feixe de neutrinos como o MiniBooNE, mas tem capacidade de rastreamento de granulação fina. O experimento MINOS do Fermilab usa feixes no Injetor Principal de Neutrinos, que é um intenso feixe de neutrinos que viaja 732 km (455 mi) através da Terra à mina Soudan no estado do Minnesota.

Um pequeno rebanho de bisões, iniciado na fundação, vive na propriedade do laboratório simbolizando a presença do Fermilab na "fronteira" da física e da sua conexão com a pradaria americana.[1] Alguns moradores temerosos acreditavam inicialmente que o bisão foram introduzidos a fim de servir como um bio-alarme, se e quando a radiação no laboratório alcançado níveis perigosos, mas eles foram garantidos pelo Fermilab que essa alegação não tinha mérito.[2].

Fermilab com os anéis do Tevatron.

Fermilab é aberto a visitação pública. Ele é palco de inúmeros eventos culturais, não só palestras públicas e simpósios em ciência, mas concertos de música clássica e contemporânea, dança folclórica e galerias de artes. Atualmente o local está aberto a todos os visitantes do amanhecer ao anoitecer a quem apresentar identificação com foto.

História[editar | editar código-fonte]

O laboratório foi fundado no ano de 1967 como National Accelerator Laboratory; foi rebatizado em homenagem ao físico ítalo-americano Enrico Fermi em 1974. O primeiro diretor do laboratório foi Robert Wilson, sob o qual o laboratório abriu antes do tempo e dentro do orçamento. Muitas das esculturas no local são de sua criação.

Depois Wilson deixou o cargo em 1978 para protestar contra a falta de financiamento para o laboratório e, em seguida, Leon Max Lederman assumiu o cargo. Foi sob sua orientação que o acelerador original foi substituído pelo Tevatron, um acelerador capaz de colisão entre prótons e antiprótons com uma energia combinada de 1,96 TeV (elétron-Volt). Lederman deixou o cargo em 1989 e continuou sendo seu diretor emérito. O centro de educação científica no local foi nomeado em sua honra.

Os diretores posteriores foram:

  • John Peoples, 1989 a 1999
  • Michael S. Witherell, de julho de 1999 a junho de 2005
  • Piermaria Oddone, de julho de 2005 a julho de 2013[3]
  • Nigel S. Lockyer, de setembro de 2013 até hoje

Aceleradores do Fermilab[editar | editar código-fonte]

A partir de 2014, a primeira fase do processo de aceleração (injetor pré-acelerador) ocorre em duas fontes de íons que transformam gás hidrogênio para H-. O gás é introduzido dentro de um recipiente revestido com eletrodos de molibdênio, cada um, com um catodo em forma de caixa de fósforos de tamanho oval e um ânodo circundante, separadas por 1 mm e mantida no lugar por isoladores de cerâmica de vidro. Um poderoso magnetron gera um plasma para formar os íons perto da superfície do metal. Os íons são acelerados pela fonte a 35000 eV e acompanhado por transporte de feixe de baixa energia (LEBT) no quadrupolo de rádio-frequência (PDO), que aplica um campo eletrostático de 750 keV, dando aos íons sua segunda aceleração. Na saída de PDO, o feixe é compensada por meio de transporte de feixe de energia (MEBT) para a entrada no acelerador linear (LINAC).

A próxima etapa da aceleração é no acelerador de partículas linear (LINAC). Esta fase consiste em dois segmentos. O primeiro segmento tem 5 câmaras herméticas para tubos de deriva, operando em uma frequência de 201.0 MHz. A segunda fase tem 7 cavidades acopladas do lado, operando a 805 MHz. No final do LINAC, as partículas são aceleradas até atingirem 400 MeV, ou cerca de 70% da velocidade da luz. Imediatamente antes de entrar no próximo acelerador, os íons H- passam através de uma folha de carbono, tornando-se íons H+ (prótons).

Os prótons que resultam, em seguida, entrar no ringue impulsionador, um acelerador circular de 468 metros de circunferência, cujos ímãs dobram os feixes de prótons em torno de um caminho circular. Os prótons viajam ao redor do impulsionador cerca de 20.000 vezes em 33 milissegundos, acrescentando energia com cada revolução até deixarem o impulsionador acelerado para 8 GeV.

A aceleração final é aplicada pelo Injetor principal, que é o menor dos dois anéis na última imagem abaixo (em primeiro plano). Concluído em 1999, ele serve de rota para prótons e para qualquer um dos experimentos instalados ao longo das linhas de feixe, acelerando-os a 120 GeV. Até 2011, o Injetor principal fornecia prótons para antiprótons no anel do Tevatron para maior aceleração, mas agora fornece o último empurrão antes de as partículas atingem as experiências da linha do feixe.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Notas

  1. "Universities Research Association" é um consórcio de 87 universidades principalmente orientadas a area de pesquisa, com membros do Canadá, Japão, Itália e dos Estados Unidos, baseado na cidade de Washington.

Galeria[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. Fermilab (30 dezembro 2005). «Safety and the Environment at Fermilab». Consultado em 2006-01-06. 
  2. Questions at Fermilab
  3. Diretor do Fermilab anuncia plano para se aposentar (em inglês). Visitado em 17 de outubro de 2015.
  4. a b «35 years of H- ions at Fermilab» (PDF). Fermilab. Consultado em 12 August 2015. 
  5. Erro de citação: Tag <ref> inválida; não foi fornecido texto para as refs chamadas slideshow
  6. May, Michael P.; Fritz, James R.; Jurgens, Thomas G.; Miller, Harold W.; Olson, James; Snee, Daniel (1990). «Mechanical Construction of the 805 MHz Side Couple Cavities for the Fermilab Linac Upgrade» (PDF). Proceedings of the Linear Accelerator Conference 1990, Albuquerque, New Mexico, USA [S.l.: s.n.] Consultado em 13 August 2015. 
  7. «Wilson Hall & vicinity». Fermilab. Consultado em 12 August 2015. 
Ícone de esboço Este artigo sobre física é um esboço. Você pode ajudar a Wikipédia expandindo-o.