L'acceleratore di particelle più avanzato al mondo per studiare la struttura dei quark della materia si sta preparando per iniziare i suoi primi esperimenti dopo il completamento ufficiale di un aggiornamento per triplicare la sua energia di progettazione originale. Il Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF) presso il Thomas Jefferson National Accelerator Facility del Dipartimento dell'Energia è ora di nuovo online e si sta avviando per l'inizio degli esperimenti.

Il CEBAF è una struttura per l'utente dell'Office of Science del DOE per la ricerca sulla fisica nucleare progettata per spingere la frontiera della precisione sempre più in profondità nel cuore della materia. L'acceleratore CEBAF si basa sulla tecnologia a radiofrequenza superconduttiva (SRF). Utilizza un flusso di elettroni che sono diretti in quattro diverse aree di ricerca per esperimenti che sondano il nucleo dell'atomo, i suoi protoni e neutroni, e i loro quark e gluoni.

CEBAF è stato originariamente progettato per fornire elettroni a energie di 4 miliardi di elettronvolt, o 4GeV. L'aggiornamento da 338 milioni di dollari a 12 GeV è stato ufficialmente completato il 27 settembre. 2017. Dopo il completamento del progetto, l'attenzione del laboratorio si è spostata sull'avvio delle operazioni complete del CEBAF per la prima volta dalla fine del suo programma di ricerca originale nel 2012.

Il processo di preparazione del CEBAF per gli esperimenti è iniziato nell'iniettore, la sorgente di elettroni per il CEBAF. Quindi, i componenti superconduttori nel CEBAF sono stati raffreddati a pochi gradi dallo zero assoluto, a 2 Kelvin, per consentire operazioni a piena energia.

I principali sistemi sono stati metodicamente controllati e trovati pronti a trasportare elettroni, e sono iniziati i lavori per ottimizzare i componenti superconduttori di accelerazione, cavità di niobio. Finalmente, migliaia di magneti per dirigere e focalizzare il fascio di elettroni sono stati attentamente aumentati e controllati.

Di giovedì, 30 novembre Il CEBAF ha accelerato i suoi primi elettroni attraverso un passaggio completo della macchina. Gli operatori dell'acceleratore stanno ora basandosi su questo successo iniziale per infilare con cura il raggio attraverso i passaggi aggiuntivi mentre si prepara a consegnarlo per gli esperimenti. Ad ogni passaggio della macchina, gli elettroni acquistano energia. Il CEBAF è in grado di fornire fino a cinque pass per tre delle sue sale sperimentali (A, B e C), e fino a 5,5 passaggi per il quarto (D).

Il CEBAF è il microscopio più potente al mondo per lo studio del nucleo dell'atomo. quasi 1, 600 scienziati provenienti da tutta la nazione e da tutto il mondo vengono al Jefferson Lab per condurre ricerche.

Con CEBAF, gli scienziati studiano come interagiscono i quark, come girano, e come sono distribuiti all'interno di protoni e neutroni. I precisi fasci di elettroni del CEBAF consentiranno le prime viste completamente tridimensionali della struttura di protoni e neutroni e studi innovativi della forza forte, la forza che incolla la materia insieme.