El Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi ( Fermilab ), ubicado en las afueras de Batavia, Illinois , cerca de Chicago , es un laboratorio nacional del Departamento de Energía de los Estados Unidos especializado en física de partículas de alta energía . Desde 2007, Fermilab ha sido operado por Fermi Research Alliance (FRA), una empresa conjunta de la Universidad de Chicago , y la Universities Research Association (URA); aunque en 2023, el Departamento de Energía (DOE) abrió una licitación para un nuevo contratista debido a preocupaciones sobre el desempeño de la FRA. [2] Fermilab es parte del Corredor de Investigación y Tecnología de Illinois .
El inyector principal del Fermilab, de 3,3 km (dos millas) de circunferencia, es el acelerador de partículas más potente del laboratorio . [3] El complejo del acelerador que alimenta el inyector principal está en proceso de mejora y la construcción del primer edificio para el nuevo acelerador lineal PIP-II comenzó en 2020. [4] Hasta 2011, Fermilab fue el hogar del acelerador de 6,28 km (3,90 mi). ) circunferencia del acelerador Tevatron . Los túneles en forma de anillo del Tevatron y del Inyector Principal son visibles desde el aire y por satélite.
Fermilab aspira a convertirse en un centro mundial de física de neutrinos . Es el anfitrión del multimillonario Experimento de Neutrinos Subterráneos Profundos (DUNE, por sus siglas en inglés) que ahora se encuentra en construcción. [5] El proyecto ha sufrido retrasos y, en 2022, las revistas Science y Scientific American publicaron artículos que describían el proyecto como "problemático". [6] [7] Los experimentos con neutrinos en curso son ICARUS (Imaging Cosmic and Rare Underground Signals) y NOνA ( Numi Off-Axis ν e Appearance). Los experimentos de neutrinos completados incluyen MINOS (Búsqueda de oscilación de neutrinos del inyector principal), MINOS+ , MiniBooNE y SciBooNE (Experimento SciBar Booster Neutrino) y MicroBooNE (Experimento Micro Booster Neutrino).
Los experimentos in situ fuera del programa de neutrinos incluyen el experimento de objetivo fijo SeaQuest y Muon g-2 . Fermilab continúa participando en los trabajos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC); sirve como sitio de Nivel 1 en la red informática mundial del LHC. [8] Fermilab también realiza investigaciones en ciencias de la información cuántica. [9] Fundó el Instituto Cuántico Fermilab en 2019. [10] Desde 2020, también alberga el Centro SQMS (Sistemas y Materiales Cuánticos Superconductores). [11]
El asteroide 11998 Fermilab lleva el nombre del laboratorio.
Weston, Illinois , era una comunidad próxima a Batavia que la junta de su aldea votó su eliminación en 1966 para proporcionar un sitio para Fermilab. [12]
El laboratorio fue fundado en 1969 como Laboratorio Nacional de Aceleradores ; [13] pasó a llamarse en honor a Enrico Fermi en 1974. El primer director del laboratorio fue Robert Rathbun Wilson , bajo quien el laboratorio abrió antes de tiempo y por debajo del presupuesto. Muchas de las esculturas del sitio son de su creación. Es el homónimo del edificio de laboratorio de gran altura del lugar, cuya forma única se ha convertido en el símbolo del Fermilab y que es el centro de actividad del campus.
Después de que Wilson dimitiera en 1978 para protestar por la falta de financiación para el laboratorio, Leon M. Lederman asumió el puesto. Fue bajo su dirección que el acelerador original fue reemplazado por el Tevatron, un acelerador capaz de hacer colisionar protones y antiprotones con una energía combinada de 1,96 TeV. Lederman dimitió en 1989 y siguió siendo director emérito hasta su muerte. El centro de educación científica en el sitio recibió su nombre en su honor.
Los directores posteriores son:
Antes de la puesta en marcha en 2008 del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) cerca de Ginebra, Suiza, el Tevatron era el acelerador de partículas más potente del mundo, aceleraba protones y antiprotones a energías de 980 GeV y producía colisiones protón-antiprotón con energías de hasta 1,96 TeV , el primer acelerador que alcanza una energía de "teraelectrón-voltio". [17] Con 3,9 millas (6,3 km), era el cuarto acelerador de partículas más grande del mundo en circunferencia. Uno de sus logros más importantes fue el descubrimiento en 1995 del quark top , anunciado por equipos de investigación que utilizaban los detectores CDF y DØ del Tevatron . [18] Fue cerrado en 2011.
Desde 2013, la primera etapa del proceso de aceleración (inyector preacelerador) en la cadena de aceleradores Fermilab [19] tiene lugar en dos fuentes de iones que ionizan gas hidrógeno . El gas se introduce en un recipiente revestido con electrodos de molibdeno, cada uno de los cuales es un cátodo de forma ovalada del tamaño de una caja de cerillas y un ánodo circundante, separados por 1 mm y mantenidos en su lugar mediante aisladores de vitrocerámica. Un magnetrón genera un plasma para formar iones cerca de la superficie del metal. [ cita necesaria ] La fuente acelera los iones a 35 keV y los combina mediante transporte de haz de baja energía (LEBT) en el cuadrupolo de radiofrecuencia (RFQ), que aplica un campo electrostático de 750 keV que les da a los iones su segunda aceleración. A la salida de RFQ, el haz se acopla mediante transporte de haz de energía media (MEBT) a la entrada del acelerador lineal (linac). [20]
La siguiente etapa de aceleración es el acelerador lineal de partículas (linac). Esta etapa consta de dos segmentos. El primer segmento tiene cinco cavidades de tubo de deriva que funcionan a 201 MHz. La segunda etapa tiene siete cavidades acopladas lateralmente y opera a 805 MHz. Al final del linac, las partículas se aceleran a 400 MeV , o aproximadamente el 70% de la velocidad de la luz . [21] [22] Inmediatamente antes de entrar en el siguiente acelerador, los iones H − pasan a través de una lámina de carbono y se convierten en iones H + ( protones ). [23]
Los protones resultantes luego ingresan al anillo de refuerzo, un acelerador circular de 468 m (1535 pies) de circunferencia cuyos imanes doblan haces de protones alrededor de una trayectoria circular. Los protones recorren el Booster unas 20.000 veces en 33 milisegundos, añadiendo energía con cada revolución hasta salir del Booster acelerados a 8 GeV . [23] En 2021, el laboratorio anunció que su último imán superconductor YBCO podría aumentar la intensidad del campo a una velocidad de 290 tesla por segundo, alcanzando una intensidad máxima del campo magnético de alrededor de 0,5 tesla. [24]
La aceleración final la aplica el inyector principal [circunferencia 3.319,4 m (10.890 pies)], que es el más pequeño de los dos anillos en la última imagen de abajo (primer plano). Terminado en 1999, se ha convertido en el "patio de conmutación de partículas" [ cita necesaria ] de Fermilab , ya que puede enrutar protones a cualquiera de los experimentos instalados a lo largo de las líneas del haz después de acelerarlos a 120 GeV. Hasta 2011, el inyector principal proporcionaba protones al anillo antiprotones [circunferencia 6.283,2 m (20.614 pies)] y el Tevatron para una mayor aceleración, pero ahora proporciona el último empujón antes de que las partículas alcancen los experimentos de la línea del haz.
![Un amplificador de potencia 7835 que se utiliza en la primera etapa de linac[21]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d7/The_7835_power_amplifiers_at_Fermilab.JPG/1280px-The_7835_power_amplifiers_at_Fermilab.JPG)
Al reconocer las mayores demandas de haces de protones para respaldar nuevos experimentos, Fermilab comenzó a mejorar sus aceleradores en 2011. Se espera que continúe durante muchos años, [28] el proyecto tiene dos fases: Plan de mejora de protones (PIP) y Plan de mejora de protones II (PIP). -II). [29]
Los objetivos generales de PIP son aumentar la tasa de repetición del haz Booster de 7 Hz a 15 Hz y reemplazar el hardware antiguo para aumentar la confiabilidad de la operación. [29] Antes del inicio del proyecto PIP, se estaba reemplazando el inyector del preacelerador. El reemplazo de generadores Cockcroft-Walton de casi 40 años de antigüedad por RFQ comenzó en 2009 y se completó en 2012. En la etapa Linac, los módulos de monitorización de posición del haz analógico (BPM) fueron reemplazados por tableros digitales en 2013. Un reemplazo de las bombas de vacío Linac y se espera que el hardware relacionado esté terminado en 2015. Aún está en curso un estudio sobre la sustitución de los tubos de deriva de 201 MHz. En la etapa de refuerzo, un componente importante del PIP es actualizar el anillo de refuerzo a una operación de 15 Hz. El Booster cuenta con 19 estaciones de radiofrecuencia. Originalmente, las estaciones de refuerzo funcionaban sin un sistema de unidad de estado sólido que era aceptable para un funcionamiento de 7 Hz pero no de 15 Hz. Un proyecto de demostración en 2004 convirtió una de las estaciones en una unidad de estado sólido antes del proyecto PIP. Como parte del proyecto, las estaciones restantes se convirtieron a estado sólido en 2013. Otra parte importante del proyecto PIP es restaurar y reemplazar las cavidades Booster de 40 años. Muchas cavidades han sido renovadas y probadas para funcionar a 15 Hz. Se espera que la renovación de la cavidad se complete en 2015, después de lo cual la frecuencia de repetición se podrá aumentar gradualmente hasta una operación de 15 Hz. Una actualización a más largo plazo es reemplazar las cavidades Booster con un nuevo diseño. La investigación y el desarrollo de las nuevas cavidades están en marcha y se espera su reemplazo en 2018. [28]
Los objetivos del PIP-II incluyen un plan para entregar 1,2 MW de potencia del haz de protones desde el inyector principal al objetivo del Experimento de neutrinos subterráneos profundos a 120 GeV y la potencia cercana a 1 MW a 60 GeV con la posibilidad de ampliar la potencia a 2 MW. en el futuro. El plan también debería respaldar los experimentos actuales de 8 GeV, incluidos Mu2e, Muon g-2 y otros experimentos de neutrinos de línea de base corta. Estos requieren una actualización del Linac para inyectar al Booster con 800 MeV. La primera opción considerada fue agregar Linac superconductor de "poscombustión" de 400 MeV al final de los 400 MeV existentes. Esto habría requerido mover el Linac existente 50 metros (160 pies). Sin embargo, hubo muchos problemas técnicos con este enfoque. En cambio, Fermilab está construyendo un nuevo Linac superconductor de 800 MeV para inyectarlo en el anillo Booster.
La construcción del primer edificio para el acelerador PIP-II comenzó en 2020. [4] El nuevo sitio Linac estará ubicado en la parte superior de una pequeña porción de Tevatron cerca del anillo Booster para aprovechar la energía eléctrica, hidráulica y criogénica existente. infraestructura. El PIP-II Linac tendrá una línea de transporte de haz de baja energía (LEBT), un cuadrupolo de radiofrecuencia (RFQ) y una línea de transporte de haz de energía media (MEBT) operadas a temperatura ambiente a 162,5 MHz y con un aumento de energía de 0,03 MeV. El primer segmento de Linac funcionará a 162,5 MHz y la energía aumentará hasta 11 MeV. El segundo segmento de Linac funcionará a 325 MHz y su energía aumentará hasta 177 MeV. El último segmento del linac funcionará a 650 MHz y tendrá un nivel de energía final de 800 MeV. [31]
A partir de 2022, la fecha estimada de inicio del acelerador PIP-II es 2028. [32] La construcción del proyecto fue aprobada en abril de 2022 con un costo esperado para el Departamento de Energía de $ 978 millones y con $ 330 millones adicionales en contribuciones. de socios internacionales. [33]
Las siguientes partículas se observaron directamente por primera vez en Fermilab:
En 1999, los físicos del experimento KTeV también fueron los primeros en observar una violación directa de CP en las desintegraciones de kaones . [38]
El experimento DØ y el experimento CDF hicieron contribuciones importantes a la observación del bosón de Higgs , anunciada en 2012. [39]
Fermilab desmanteló el experimento CDF ( Collider Detector at Fermilab ) [40] para dejar espacio disponible para el IARC (Centro de Investigación del Acelerador de Illinois). [41]
Los físicos del Fermilab siguen desempeñando un papel clave en el programa mundial de colisionadores. El Centro de Física del LHC (LPC) en Fermilab es un centro regional de la Colaboración Compact Muon Solenoid (el experimento se encuentra en el CERN ). El LPC ofrece una vibrante comunidad de científicos de CMS de EE. UU. y desempeña un papel importante en la puesta en servicio del detector de CMS y en el diseño y desarrollo de la actualización del detector. [42] Fermilab es el laboratorio anfitrión de USCMS, [43] que incluye investigadores de 50 universidades estadounidenses, incluidos 715 estudiantes. Fermilab alberga el centro informático CMS Tier 1 más grande y maneja aproximadamente el 40 % de las solicitudes informáticas CMS Tier 1 globales. El 9 de febrero de 2022, Patricia McBride (física) de Fermilab fue elegida portavoz de la colaboración CMS. [44]
Durante este período, el laboratorio también estableció un nuevo programa de investigación en ciencias de la información de vanguardia, incluido el desarrollo de tecnología de teletransportación cuántica [45] para la Internet cuántica y el aumento de la vida útil de los resonadores superconductores [46] para su uso en tecnología cuántica. ordenadores.
El programa in situ de la década de 2020 se centra en gran medida en la "frontera de intensidad de la física de partículas, especialmente la física de neutrinos y las búsquedas de física rara utilizando muones". También continúa un programa de exploración de la estructura de los nucleones.
Fermilab se esfuerza por convertirse en el líder mundial en física de neutrinos a través del Experimento de neutrinos subterráneos profundos en la Instalación de neutrinos de larga base. Otros líderes son el CERN , que lidera la física de aceleradores con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), y Japón, que ha sido aprobado para construir y liderar el Colisionador Lineal Internacional (ILC). Fermilab será el sitio de la futura línea de luz de LBNF, y el Centro de Investigación Subterránea de Sanford (SURF), en Lead, SD, es el sitio seleccionado para albergar el enorme detector lejano. El término "línea de base" se refiere a la distancia entre la fuente de neutrinos y el detector. El diseño actual del detector lejano es para cuatro módulos de argón líquido instrumentado con un volumen fiduciario de 10 kilotones cada uno.
Según el Informe de diseño conceptual de 2016, se esperaba que los dos primeros módulos estuvieran terminados en 2024 y que el haz estuviera operativo en 2026. Se planificó que los módulos finales estuvieran operativos en 2027. [59] En 2022, el costo de dos detectores lejanos Los módulos y la viga, por sí solos, habían ascendido a 3.000 millones de dólares. Esto llevó a la decisión de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de poner en fase el experimento. [6] La fase I constaría de dos módulos, que se completarán en 2028-29, y la línea de luz, que se completará en 2032. La instalación de la fase II, los dos módulos de detectores lejanos restantes, aún no está planificada y estará en un costo superior a la estimación de $3 mil millones para la fase I. [6]
Un gran prototipo de detector construido en el CERN tomó datos con un haz de prueba entre 2018 y 2020. Los resultados muestran que ProtoDUNE funcionó con más del 99% de eficiencia. [60]
El programa LBNF/DUNE en física de neutrinos planea medir parámetros físicos fundamentales con alta precisión y explorar la física más allá del modelo estándar . Se espera que las mediciones que realizará DUNE aumenten en gran medida la comprensión de la comunidad física sobre los neutrinos y su papel en el universo, dilucidando así mejor la naturaleza de la materia y la antimateria. Enviará el haz de neutrinos de mayor intensidad del mundo a un detector cercano en el sitio de Fermilab y al detector lejano a 800 millas (1300 km) de distancia en SURF.
El detector MiniBooNE era una esfera de 12 m (40 pies) de diámetro que contenía 800 toneladas de aceite mineral revestida con 1.520 detectores de fototubos . Se estima que cada año se registran un millón de eventos de neutrinos. SciBooNE se encontraba en el mismo haz de neutrinos que MiniBooNE pero tenía capacidades de seguimiento detalladas. El experimento NOνA utiliza, y el experimento MINOS utilizó, el haz NuMI (Neutrinos en el inyector principal) de Fermilab, que es un intenso haz de neutrinos que viaja 455 millas (732 km) a través de la Tierra hasta la mina Soudan en Minnesota y el río Ash. , Minnesota, sitio del detector lejano NOνA. En 2017, el experimento de neutrinos ICARUS se trasladó del CERN al Fermilab. [61] [62]
Muón g−2 : (pronunciado “gee menos dos”) es un experimento de física de partículas para medir la anomalía del momento magnético de un muón con una precisión de 0,14 ppm , que será una prueba sensible del Modelo Estándar .
Fermilab continúa un experimento realizado en el Laboratorio Nacional Brookhaven para medir el momento dipolar magnético anómalo del muón .
El momento dipolar magnético ( g ) de un leptón cargado ( electrón , muón o tau ) es casi 2. La diferencia con respecto a 2 (la parte "anómala") depende del leptón y se puede calcular con bastante exactitud basándose en la corriente. Modelo estándar de física de partículas . Las mediciones del electrón concuerdan perfectamente con este cálculo. El experimento de Brookhaven realizó esta medición para muones, una medición mucho más difícil técnicamente debido a su corta vida útil, y detectó una discrepancia tentadora, pero no definitiva, de 3 σ entre el valor medido y el calculado.
El experimento de Brookhaven terminó en 2001, pero 10 años después Fermilab adquirió el equipo [63] y está trabajando para realizar una medición más precisa ( σ más pequeña ) que eliminará la discrepancia o, con suerte, la confirmará como un ejemplo observable experimentalmente de Física más allá del modelo estándar .
.jpg/1280px-Photo_of_the_Week-_An_Incredible_Journey_--_Transporting_a_600-ton_Magnet_(9324124048).jpg){kind=spacer}
El elemento central del experimento es un imán superconductor de 50 pies de diámetro con un campo magnético excepcionalmente uniforme. Este fue transportado, en una sola pieza, desde Brookhaven en Long Island , Nueva York, hasta Fermilab en el verano de 2013. El traslado atravesó 3200 millas en 35 días, principalmente en una barcaza por la costa este y río arriba por el Mississippi .
El imán fue reacondicionado y encendido en septiembre de 2015, [64] y se ha confirmado que tiene el mismo1300 ppm (0,13%) pp de uniformidad del campo magnético básico que tenía antes del movimiento. [65] : 4
El proyecto trabajó en calzar el imán para mejorar la uniformidad de su campo magnético. [65] Esto se había hecho en Brookhaven, [66] pero la mudanza lo perturbó y tuvo que volver a hacerse en Fermilab.
En 2018, el experimento comenzó a tomar datos en Fermilab. [67] En 2021, el laboratorio informó que los resultados del estudio inicial que involucraba la partícula desafiaron el modelo estándar , con el potencial de descubrir nuevas fuerzas y partículas. [68] [69]
En agosto de 2023, el grupo Fermilab dijo que podrían estar cada vez más cerca de demostrar la existencia de una nueva fuerza de la naturaleza. Han encontrado más evidencia de que las partículas subatómicas, llamadas muones, no se comportan de la manera predicha por la teoría actual de la física subatómica. [70]
A partir de la década de 2010, los retrasos y los sobrecostos generaron preocupaciones sustanciales sobre la mala gestión del laboratorio.
En 2014, el Panel de Priorización de Proyectos de Física de Partículas ("P5") recomendó [71] tres iniciativas importantes para la construcción en el sitio de Fermilab. Dos fueron experimentos de física de partículas: el Experimento de neutrinos subterráneos profundos y Mu2e . La tercera fue la actualización del acelerador PIPII descrita anteriormente. Además, P5 recomendó la participación de Fermilab en el LHC del CERN .
En 2022, dos proyectos Fermilab recomendados por el P5 habían sufrido retrasos sustanciales:
Incluso los experimentos más pequeños, por debajo del nivel de costo de la aprobación individual del P5, que se propusieron en el momento del P5 de 2014 sufrieron un retraso considerable. El detector cercano de línea de base corta (SBND, por sus siglas en inglés) que se propuso en 2014 [75] con una escala de costos de $10 millones estaba originalmente programado para la toma de datos en la primavera de 2018, [76] pero ahora está programado para comenzar en el otoño de 2023. [75]
El Departamento de Energía ya levantó banderas en el año fiscal (FY) 2019. Cada año, la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU. revisa y califica los laboratorios nacionales de su cartera según ocho métricas de desempeño. [77] Fermilab recibió las calificaciones más bajas entre los laboratorios nacionales en los años fiscales 2019, 2020, 2021 y 2022. Se asignó una rara calificación C a la gestión de proyectos en 2021, lo que refleja los retrasos y los sobrecostos. [78] En un artículo de la revista Science , James Decker, quien fue subdirector principal de la Oficina de Ciencias del DOE de 1973 a 2007, afirmó que la evaluación de desempeño para 2021 fue "una de las más mordaces que he visto". [2]
Además, en 2020, la comunidad de física de altas energías expresó su preocupación de que el costo de los grandes proyectos en Fermilab hubiera llevado a la desviación de fondos del programa central de investigación de física de altas energías, dañando la salud del campo. [79] [80] El Congreso aumentó el presupuesto anual del HEP de menos de $800 millones en aproximadamente $250 millones a más de $1 mil millones, un aumento del 30% que se destinó principalmente a apoyar grandes proyectos en Fermilab. [81]
Los retrasos en el proyecto Fermilab provocaron un cambio sustancial en el liderazgo en 2022. [6] En septiembre de 2021, Nigel Lockyer , director de Fermilab, dimitió. [82] Lockyer fue reemplazado por Lia Merminga , jefa del proyecto PIP II. [83] El 31 de marzo de 2022, James Siegrist, director asociado de Física de Altas Energías de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía, que había supervisado la respuesta al informe P5, dimitió. [84] En septiembre de 2022, se anunció que el director adjunto de Investigación, Joseph Lykken, dimitiría y sería reemplazado por la profesora de Yale Bonnie Fleming, quien anteriormente se desempeñó como directora adjunta de investigación para el programa de neutrinos en Fermilab. [85] Regina (Gina) Rameika se unió a la Oficina de Ciencias del DOE como Directora Asociada de la Oficina de Física de Altas Energías en su lugar el 7 de noviembre de 2022, dejando su rol como portavoz del Experimento DUNE. [86]
Aunque estos reemplazos representan un recambio sustancial de los altos cargos, la nueva dirección procedía del equipo directivo del período 2014-2022 y Fermilab ha seguido sufriendo turbulencias desde este cambio. En particular, surgieron nuevos problemas con respecto a la seguridad y el acceso de empleados, visitantes y contratistas.
El 25 de mayo de 2023, un contratista cayó desde 23 pies mientras intentaba asegurar barras de refuerzo en una pared para el nuevo sitio del proyecto PIP II. [87] El contactor fue trasladado en avión al hospital en un accidente considerado el peor ocurrido en el sitio en décadas. [88] Una Junta de Investigación de Accidentes designada por el DOE concluyó que el incidente se podía prevenir y "recomendó una larga lista de controles administrativos y de seguridad necesarios para evitar que se repita tal accidente". [87] Como resultado del accidente, el proyecto PIP II de mil millones de dólares que es crucial para el éxito del Experimento DUNE se ha retrasado. [87]
El 1 de septiembre de 2023, la directora de investigación Bonnie Fleming anunció que el sistema acelerador Fermilab se cerró temporalmente por razones de seguridad. [89] El 9 de septiembre de 2022, el DOE emitió la orden DOE O 420.2D titulada “Seguridad de los aceleradores”. Este documento establece los requisitos de seguridad específicos de los aceleradores financiados por el DOE y sus operaciones. La dirección de Fermilab tuvo un año para cumplir con el pedido, pero no cumplió con los requisitos en ese plazo. El acelerador principal de Fermilab volverá a funcionar cuando se complete la implementación del DOE O 420.2D; la estimación más temprana es marzo de 2024.
En vista de los numerosos problemas que enfrenta el laboratorio, en enero de 2023, el DOE anunció un proceso para volver a licitar el contrato para la gestión del laboratorio [90] debido a problemas de desempeño. [2] El anuncio del concurso del DOE explicaba: "el propósito de este concurso de contrato es solicitar y adjudicar un nuevo contrato de M&O que dará como resultado un mejor desempeño y eficiencia del contratista en FNAL. El DOE espera que este concurso genere enfoques nuevos e innovadores para planificar el futuro del Laboratorio." [91] En una reunión informativa para posibles postores el 1 de marzo de 2023, las diapositivas de la presentación ampliaron las cuestiones bajo "Principales desafíos/riesgos", incluido el resaltado de la preocupación: "El Laboratorio continúa teniendo desafíos en la gestión financiera y la gestión de adquisiciones. Auditorías repetidas resaltan las mismas deficiencias y fallas de control año tras año. Cualquier acción correctiva implementada ha dado como resultado poco o ningún progreso. Importantes problemas de adquisiciones han obstaculizado la capacidad del laboratorio para entregar con éxito sistemas/recursos comerciales eficientes y efectivos para permitir la Misión Científica. Persisten preocupaciones sustanciales con respecto a la capacidad de gastar fondos gubernamentales de manera efectiva, eficiente y conforme a las normas". [92]
Fermilab fue fundado en 1967 como un laboratorio de acceso abierto y, hasta el día de hoy, no alberga investigaciones clasificadas. Durante 50 años, tanto los científicos como el público pudieron acceder fácilmente al sitio para realizar investigaciones, actividades educativas, programas artísticos y recreación.
A finales de la década de 2010 y principios de la de 2020, la dirección del Fermilab comenzó a introducir severas restricciones al acceso del público y de los científicos al sitio del Fermilab. En la primavera de 2023, las restricciones se habían vuelto tan onerosas que más de 2.500 físicos y visitantes del laboratorio firmaron una “petición abierta a los representantes electos para reabrir el Fermilab”. [93] La petición afirmaba que: “Los cambios en la política de acceso socavan aspectos críticos del proceso científico, así como el funcionamiento básico del Fermilab. Organizar reuniones de investigación, entrevistar a posibles empleados, colaborar con científicos fuera del laboratorio y poner en práctica nuestros famosos programas educativos de gran impacto se han visto obstaculizados". Con respecto al público en general, la petición decía: "Hoy en día, al público en general solo se le permite acceder la carretera principal, y con requisitos de identificación cada vez más estrictos, pronto sus puertas estarán cerradas a los turistas e incluso a algunos inmigrantes. Ya no podemos circular libremente en coche o en bicicleta por las instalaciones. El parque para perros, Wilson Hall con sus exhibiciones en el piso superior y otras áreas ya no son accesibles en general. Se han cancelado la pesca y otras actividades abiertas al público”. La petición solicitaba enfáticamente que las políticas de acceso se revirtieran al modelo de laboratorio abierto que regía el laboratorio antes de 2020.
En mayo de 2023, la directora Lia Merminga publicó una respuesta a la petición en el sitio web del Fermilab, [94] señalando que algunas áreas del sitio permanecen abiertas al público durante horarios específicos con requisitos de acceso con identificación. La respuesta de Merminga justifica las nuevas restricciones porque el laboratorio "administra una gran cantidad de información no pública", razonamiento que entra en conflicto con la petición que señala que el laboratorio está totalmente financiado por los contribuyentes, no realiza investigaciones clasificadas, y tiene un mandato gubernamental para publicar todos sus resultados científicos. Más información sobre la petición y la respuesta de la dirección apareció en las revistas Physics Today [95] y Physics World . [96]
Todos los visitantes adultos que ingresen al sitio deben presentar una identificación con fotografía emitida por el gobierno que cumpla con la Ley de Identificación Real . [97] Los detalles actualizados sobre el acceso se pueden encontrar en el sitio web de Fermilab. [98]
El primer director del Fermilab, Robert Wilson, insistió en que la estética del sitio no se viera estropeada por una colección de edificios de bloques de hormigón. El diseño del edificio administrativo (Wilson Hall) se inspiró en la Catedral de San Pedro en Beauvais , Francia , [99] aunque se realizó en un estilo brutalista . Varios de los edificios y esculturas dentro de la reserva Fermilab representan diversas construcciones matemáticas como parte de su estructura.
La Espiral de Arquímedes es la forma que define varias estaciones de bombeo , así como el edificio que alberga el experimento MINOS. El estanque reflectante en Wilson Hall también exhibe un obelisco hiperbólico de 32 pies de altura (9,8 m) , diseñado por Wilson. Algunas de las líneas de transmisión de alto voltaje que transportan energía a través del terreno del laboratorio están construidas para hacer eco de la letra griega π . También se pueden encontrar ejemplos estructurales de la espiral de doble hélice del ADN y un guiño a la esfera geodésica .
Las esculturas de Wilson en el sitio incluyen Tractricious , una disposición independiente de tubos de acero cerca del Complejo Industrial construido a partir de piezas y materiales reciclados del colisionador Tevatron, y el altísimo Broken Symmetry , que saluda a quienes ingresan al campus a través de la entrada de Pine Street. [100] Coronando el Auditorio Ramsey hay una representación de la tira de Möbius con un diámetro de más de 8 pies (2,4 m). También esparcidos por las carreteras de acceso y el pueblo hay una enorme prensa hidráulica y viejos canales de contención magnética, todos pintados de azul.
En 1967, Wilson trajo cinco bisontes americanos al sitio, un toro y cuatro vacas, y el Departamento de Conservación de Illinois proporcionó 21 más. [101] [102] Algunos lugareños temerosos creyeron al principio que los bisontes fueron introducidos para servir como alarma en caso de que la radiación en el laboratorio alcanzara niveles peligrosos, pero Fermilab les aseguró que esta afirmación no tenía fundamento. Hoy en día, la manada de bisontes Fermilab es una atracción popular que atrae a muchos visitantes [103] y los terrenos también son un santuario para otras poblaciones de vida silvestre locales. [104] [105] Se ha realizado un conteo navideño de aves en el laboratorio todos los años desde 1976. [106]
En colaboración con el Distrito de Reserva Forestal del Condado de DuPage , Fermilab ha introducido lechuzas en estructuras seleccionadas alrededor del terreno. [107]
Durante la carrera, los haces de partículas producen tritio , un isótopo de hidrógeno compuesto por un protón y dos neutrones que es débilmente radiactivo y tiene una vida media de 12,3 años. Éste puede unirse con el oxígeno para formar agua tritiada . Los niveles de tritio medidos en el sitio son bajos en comparación con los estándares ambientales y de salud federales. Fermilab monitorea el tritio que sale del sitio en aguas superficiales y de alcantarillado, y proporciona una hoja de preguntas frecuentes útil para aquellos que quieran obtener más información. [108]
En una reunión informativa para posibles postores del contrato de gestión, celebrada el 1 de marzo de 2023, las diapositivas de presentación indicaron que aunque la tasa de tritio que sale del sitio está por debajo de los estándares requeridos, hay suficiente contaminación por tritio en el sitio para representar un "desafío". . [92] En particular, el tritio producido en la línea de luz NuMI que envía neutrinos a experimentos en Minnesota se ha bombeado al sistema de enfriamiento de agua industrial que se utiliza para los equipos en todo el campus de Fermilab. Como resultado, se concluye que ahora "la contaminación por tritio se extiende en gran medida por todo el complejo de investigación". [92]
![Dos fuentes de iones en el centro con dos gabinetes electrónicos de alto voltaje al lado[25]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cd/Two_ion_sources_at_Fermilab.jpg/1280px-Two_ion_sources_at_Fermilab.jpg)
![Dirección del haz de derecha a izquierda: RFQ (plateado), MEBT (verde), primer tubo de deriva linac (azul)[25]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/78/RFQ_MEBT_and_linac_at_Fermilab.jpg/1280px-RFQ_MEBT_and_linac_at_Fermilab.jpg)
![Un klistrón de 12 MW utilizado en la segunda etapa de linac[21]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/25/A_12_MW_klystron_at_Fermilab.jpg/1280px-A_12_MW_klystron_at_Fermilab.jpg)
![Una vista en corte de las cavidades de par lateral de 805 MHz[26]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0c/The_805_MHz_side-couple_cavities.jpg/1280px-The_805_MHz_side-couple_cavities.jpg)
![Anillo de refuerzo[27]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/66/Booster_ring_at_Fermilab.jpg/1280px-Booster_ring_at_Fermilab.jpg)
_ring.jpg/1280px-Fermilab_g-2_(E989)_ring.jpg)