Эксперименты на Космической пограничной

Эксперименты на интенсивность пограничной

Ускорительного комплекса лаборатории Ферми производит наиболее интенсивного пучка в мире нейтрино высоких энергий, чьи уникальные свойства, по всей видимости, в суть многих вопросов о Вселенной. MINOSэксперимент использует высокой энергии пучка нейтрино и подземных детекторов в лаборатории Ферми в штате Миннесота и измерить явление осцилляций нейтрино и проверить, является ли нейтрино может двигаться быстрее скорости света. MiniBooNE эксперименте используется более низкой энергией пучка нейтрино для изучения нейтринных взаимодействий. Минерва эксперимент исследует ядерной физики и физики частиц при рассеянии нейтрино.

Fermilab ученые строят новое поколение нейтринных экспериментов.Нова эксперимента будут изучать морфинга мюонных нейтрино в нейтрино электрона и направлено на определение иерархии масс нейтрино. Нова детекторы находятся в стадии строительства в лаборатории Ферми, а в Судан, штат Миннесота. После завершения в 2013 году, MicroBooNE эксперимент будет использовать жидкий аргон-технологии для измерения низкоэнергетических нейтрино явлений.Другая группа ученых и инженеров разрабатывает планы на длинной базой нейтринный эксперимент, или LBNE , который будет рассматривать ли нейтрино являются причиной того, что материя преобладает над антиматерией в нашей Вселенной.

Fermilab также готовится выйти на новый уровень в исследованиях редких явлений, связанных с мюоны, тяжелые относительной электрона. Мюона в электрон-преобразования или Mu2e , эксперимент и мюонного G-2 экспериментов будет использовать мюонного взаимодействия для поиска новых частиц и сил. Ускоритель R & D в лаборатории Ферми и строительство испытание ускорителя помочь в разработке технологии, необходимые для следующего поколения ускорителей на интенсивность Frontier, включая предлагаемый проект X.

Эксперименты на пограничной энергии

В пограничной энергии высокоэнергетических столкновениях частиц выявить новых частиц и явлений. Fermilab выступает в качестве принимающей лаборатории для более чем 1000 американских ученых на компактного мюонного соленоида, или CMS , эксперимент на Большом адронном коллайдере в Швейцарии. В 2012 году эксперимент рассчитывает собрать достаточно данных, чтобы либо открыть статью Хиггса или опровергнуть его существование. Физиков CDF и DZero сотрудничество продолжать анализировать Тэватрон данных и будет сообщать о своих окончательных результатов Хиггса.

Ускорителя ученые в лаборатории Ферми, который помог построить ускоритель LHC, будет раздвинуть границы ускорителя R & D для модернизации LHC .

Эксперименты на Космической пограничной

Fermilab физиков принести перспективы и технологий физики частиц к поиску темной материи и темной энергии, а также строительства и эксплуатации крупномасштабных наземных и космических телескопов. Fermilab играет важную роль в изучении ультра-высоких энергий космических лучей через Обсерватория Пьера Оже в Аргентине. Fermilab привел строительство темные камеры энергии для темных обследования энергии . В 2012 году камера начнет принимать данные на телескопе в Чили, чтобы исследовать природу темной энергии. Использование крупнейшей оптической мощности обследование в мире, DES будет отображать около одной десятой части неба и проведение крупнейших галактик обследования на сегодняшний день.

CDMS эксперимент выглядит для частиц темной материи помощью германий-кристаллический детектор в шахте в штате Миннесота, в то время как COUPP использует подземные пузырьковой камеры в SNOLAB Канады. Оба эксперимента установили жесткие ограничения на свойства предлагаемых частиц темной материи. Пионерские Fermilab R & D будет развивать критическое нулевого фона технологии для будущих темной материи детекторами.

Физики из лаборатории Ферми центра астрофизики частиц проведения R & D для будущих экспериментов . Строительство голографический интерферометр, или Holometer , в 2012 году позволит ученым проверить ткань космоса на самых малых масштабах.

В настоящее время основной исследовательской установкой Фермилаба является коллайдер Теватрон (он закончил свою работу 30 сентября 2011 года), расположенный в подземном кольцевом туннеле длиной 6,28 км. На 1 января 2007 года этот коллайдер являлся ускорителем с самой большой в мире энергией пучков частиц и светимостью, уступив первенство Большому адронному коллайдеру в 2009 году.

Основные научные результаты

Кроме коллайдерных экспериментов (CDF и D0), Фермилаб проводит несколько небольших экспериментов, использующих фиксированные мишени, эксперименты с нейтрино и участвует в астрофизических наблюдательных проектах.

Проект Dark Energy Survey проводится силами американской Национальной ускорительной лабораторией Ферми (FermiLab) при содействии исследовательских институтов и университетов Бразилии, Великобритании, Испании, Германии и других стран. Основная цель этого проекта - прояснить природу и сущность темной энергии.

Астрономическая цифровая камера DEC с разрешением матрицы в 570 мегапикселей, установленная в чилийской обсерватории Серро-Тололо, сделала первые снимки ночного неба и приступила к поискам темной энергии.

Темная энергия - во многом загадочная субстанция космического пространства, однако именно она, по мнению ученых, ответственна за все ускоряющееся расширение Вселенной. Этот вид энергии невозможно обнаружить напрямую при помощи современных астрофизических приборов, из-за чего ученые пытаются "поймать" ее по косвенным признакам.

Для этого астрономы и инженеры разработали специальную цифровую камеру DEC, способную получать высококачественные снимки ночного неба разрешением в 570 мегапикселей. Она состоит из 62 отдельных матриц, данные с которых объединяет и обрабатывает компьютерный алгоритм.

В отличие от обычных цифровых камер, сенсор DEC обладает повышенной чувствительностью к инфракрасному излучению. По словам ученых, это устройство способно одновременно фотографировать около 100 тысяч галактик, свет от которых может путешествовать до Земли свыше 8 миллиардов лет.

"Исследование Dark Energy Survey поможет нам понять, почему Вселенная расширяется с ускорением, а не замедляется из-за действия гравитации. Весьма радует, что все усилия людей, участвовавших в проекте, соединились и воплотились в результат", - сказала Брэнна Флоуэр (Brenna Flaugher) из Национальной ускорительной лаборатории Ферми.

Астрофизики полагают, что эта камера поможет им использовать высококачественные снимки крупных скоплений галактик для определения того, как "комки" темной энергии влияют на спектр и другие характеристики видимого и инфракрасного света. Коллаборация планирует приступить к первым научным исследования в декабре 2012 года, после проверки и калибровки камеры. По расчетам астрофизиков, за пять лет работы камера успеет подготовить карту восьмой части неба с рекордно высоким разрешением.

Кроме того, ученые планируют открыть программу открытого доступа к камере, что позволит другим астрономам использовать DEC для наблюдения за астероидами, звездами и другими небесными телами.

Планы на будущее

Фермилаб является одним из возможных мест постройки следующего за LHC коллайдера — ILC. Однако вследствие проблем с финансированием физики высоких энергий в США в 2008 году все работы по этому проекту были временно заморожены, и судьба ILC остаётся неопределённой.