Национальная ускорительная лаборатория имени Ферми ( Fermilab ), расположенная в Батавии, штат Иллинойс , недалеко от Чикаго , является национальной лабораторией Министерства энергетики США, специализирующейся на физике частиц высоких энергий .
Главный инжектор Фермилаба, две мили (3,3 км) в окружности, является самым мощным ускорителем частиц в лаборатории . [2] Ускорительный комплекс, который питает Главный инжектор, находится на модернизации, и строительство первого здания для нового линейного ускорителя PIP-II началось в 2020 году. [3] До 2011 года Фермилаб был домом для ускорителя Теватрон с окружностью 6,28 км (3,90 мили) . Кольцевые туннели Теватрона и Главного инжектора видны с воздуха и со спутника.
Fermilab стремится стать мировым центром физики нейтрино . Здесь проводится многомиллиардный Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), который сейчас находится в стадии строительства. [4] Проект претерпел задержки, и в 2022 году журналы Science и Scientific American опубликовали статьи, в которых описали проект как «проблемный». [5] [6] Текущие эксперименты с нейтрино: ICARUS (Imaging Cosmic and Rare Underground Signals) и NOνA ( NuMI Off-Axis ν e Appearance). Завершенные эксперименты с нейтрино включают MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search), MINOS+ , MiniBooNE и SciBooNE (SciBar Booster Neutrino Experiment) и MicroBooNE (Micro Booster Neutrino Experiment).
Эксперименты на месте за пределами программы нейтрино включают эксперимент с фиксированной мишенью SeaQuest и Muon g-2 . Fermilab продолжает участвовать в работе на Большом адронном коллайдере (LHC); он служит площадкой уровня 1 в всемирной вычислительной сети LHC. [7] Fermilab также проводит исследования в области квантовой информатики. [8] В 2019 году он основал Квантовый институт Fermilab . [9] С 2020 года он также является домом для Центра SQMS (сверхпроводящие квантовые материалы и системы). [10]
С 2007 по 2024 год Fermilab управлялась Fermi Research Alliance (FRA), совместным предприятием Чикагского университета и Universities Research Association (URA). С 1 января 2025 года управление перейдет к Fermi Forward Discovery Group, LLC (FFDG), которая является консорциумом FRA, Amentum Environment & Energy, Inc. и Longenecker & Associates. Перестановка в руководстве стала результатом серьезных проблем с производительностью, [11] [12] включая те, которые отражены в отчете «осведомителей» от 15 июля 2024 года. [13]
Fermilab является частью Иллинойсского технологического и исследовательского коридора .
Астероид 11998 Фермилаб назван в честь лаборатории.
Уэстон, штат Иллинойс , был сообществом рядом с Батавией , которое было ликвидировано советом деревни в 1966 году, чтобы предоставить место для лаборатории Ферми. [14]
Лаборатория была основана в 1969 году как Национальная ускорительная лаборатория ; [15] она была переименована в честь Энрико Ферми в 1974 году. Первым директором лаборатории был Роберт Ратбан Уилсон , при котором лаборатория открылась раньше времени и в рамках бюджета. Многие скульптуры на сайте являются его творением. Он является тезкой высотного здания лаборатории сайта, чья уникальная форма стала символом Fermilab и которая является центром деятельности на территории кампуса.
После того, как Уилсон ушел в отставку в 1978 году в знак протеста против отсутствия финансирования лаборатории, Леон М. Ледерман взялся за эту работу. Именно под его руководством оригинальный ускоритель был заменен на Теватрон, ускоритель, способный сталкивать протоны и антипротоны с общей энергией 1,96 ТэВ. Ледерман ушел в отставку в 1989 году и оставался почетным директором до своей смерти. Научно-образовательный центр на месте был назван в его честь.
Последующие директора:
До запуска в 2008 году Большого адронного коллайдера (БАК) недалеко от Женевы, Швейцария, Теватрон был самым мощным ускорителем частиц в мире, ускоряя протоны и антипротоны до энергий 980 ГэВ и производя столкновения протонов и антипротонов с энергиями до 1,96 ТэВ , первый ускоритель, достигший энергии в один «тераэлектрон-вольт». [19] Имея длину 3,9 мили (6,3 км), он был четвертым по величине в мире ускорителем частиц по окружности. Одним из его важнейших достижений стало открытие в 1995 году топ-кварка , о котором объявили исследовательские группы, использовавшие детекторы CDF и DØ Теватрона . [20] Он был закрыт в 2011 году.
С 2013 года первый этап процесса ускорения (предускорительный инжектор) в цепочке ускорителей Fermilab [21] происходит в двух источниках ионов , которые ионизируют водородный газ. Газ вводится в контейнер, облицованный молибденовыми электродами, каждый из которых представляет собой овальный катод размером со спичечный коробок и окружающий его анод, разделенные на 1 мм и удерживаемые на месте стеклокерамическими изоляторами. Cavity_magnetron генерирует плазму для формирования ионов вблизи поверхности металла. Ионы ускоряются источником до 35 кэВ и сопоставляются с низкоэнергетическим переносом пучка (LEBT) в радиочастотный квадруполь (RFQ), который применяет электростатическое поле 750 кэВ , придавая ионам второе ускорение. На выходе RFQ пучок сопоставляется с среднеэнергетическим переносом пучка (MEBT) на входе линейного ускорителя (linac). [22]
Следующий этап ускорения — линейный ускоритель частиц (ЛУ). Этот этап состоит из двух сегментов. Первый сегмент имеет пять резонаторов дрейфовых трубок, работающих на частоте 201 МГц. Второй этап имеет семь боковых резонаторов, работающих на частоте 805 МГц. В конце линейного ускорителя частицы ускоряются до 400 МэВ , или около 70% скорости света . [23] [24] Непосредственно перед входом в следующий ускоритель ионы H− проходят через углеродную фольгу, превращаясь в ионы H + ( протоны ). [25]
Полученные протоны затем попадают в кольцо ускорителя, кольцевой ускоритель окружностью 468 м (1535 футов), магниты которого изгибают пучки протонов по круговой траектории. Протоны проходят вокруг ускорителя примерно 20 000 раз за 33 миллисекунды, добавляя энергию с каждым оборотом, пока они не покинут ускоритель, ускоренный до 8 ГэВ . [25] В 2021 году лаборатория объявила, что ее новейший сверхпроводящий магнит YBCO может увеличивать напряженность поля со скоростью 290 тесла в секунду, достигая пиковой напряженности магнитного поля около 0,5 тесла. [26]
Окончательное ускорение осуществляется Главным инжектором [окружность 3319,4 м (10890 футов)], который является меньшим из двух колец на последней картинке ниже (на переднем плане). Завершенный в 1999 году, он стал «распределительной станцией частиц» Фермилаба [27], поскольку он может направлять протоны в любой из экспериментов, установленных вдоль линий пучка после их ускорения до 120 ГэВ. До 2011 года Главный инжектор поставлял протоны в антипротонное кольцо [окружность 6283,2 м (20614 футов)] и Теватрон для дальнейшего ускорения, но теперь обеспечивает последний толчок перед тем, как частицы достигнут экспериментов на линии пучка.
Осознавая возросшие требования к протонным пучкам для поддержки новых экспериментов, в 2011 году лаборатория Фермилаба начала совершенствовать свои ускорители. Ожидается, что проект будет продолжаться в течение многих лет [31] , и состоит из двух фаз: План усовершенствования протонов (PIP) и План усовершенствования протонов-II (PIP-II). [32]
Общие цели PIP — увеличить частоту повторения пучка Booster с 7 Гц до 15 Гц и заменить старое оборудование для повышения надежности работы. [32] Перед началом проекта PIP проводилась замена инжектора предварительного ускорителя. Замена почти 40-летних генераторов Кокрофта-Уолтона на RFQ началась в 2009 году и завершилась в 2012 году. На этапе Linac аналоговые модули контроля положения пучка (BPM) были заменены цифровыми платами в 2013 году. Ожидается, что замена вакуумных насосов Linac и соответствующего оборудования будет завершена в 2015 году. Исследование по замене дрейфовых трубок 201 МГц все еще продолжается. На этапе повышения мощности основным компонентом PIP является модернизация кольца Booster до работы на частоте 15 Гц. Booster имеет 19 радиочастотных станций. Первоначально станции Booster работали без твердотельной системы привода, которая была приемлема для работы на частоте 7 Гц, но не 15 Гц. Демонстрационный проект в 2004 году перевел одну из станций на твердотельный привод до проекта PIP. В рамках проекта оставшиеся станции были переведены на твердотельный привод в 2013 году. Еще одной важной частью проекта PIP является восстановление и замена 40-летних резонаторов Booster. Многие резонаторы были восстановлены и протестированы для работы на частоте 15 Гц. Завершение восстановления резонаторов ожидается в 2015 году, после чего частота повторения может быть постепенно увеличена до работы на частоте 15 Гц. Более долгосрочная модернизация заключается в замене резонаторов Booster на новую конструкцию. Исследования и разработки новых резонаторов ведутся, замена ожидается в 2018 году. [31]
Цели PIP-II включают план по доставке 1,2 МВт мощности протонного пучка от главного инжектора к цели Deep Underground Neutrino Experiment при 120 ГэВ и мощности около 1 МВт при 60 ГэВ с возможностью увеличения мощности до 2 МВт в будущем. План также должен поддерживать текущие эксперименты на 8 ГэВ, включая Mu2e, Muon g−2 и другие эксперименты с короткой базой нейтрино. Они требуют модернизации линейного ускорителя для инжекции в бустер с 800 МэВ. Первым рассмотренным вариантом было добавление сверхпроводящего линейного ускорителя на 400 МэВ «дожигателя» в хвостовой части существующего 400 МэВ. Это потребовало бы перемещения существующего линейного ускорителя на 50 метров (160 футов). Однако с этим подходом было много технических проблем. Вместо этого Fermilab строит новый сверхпроводящий линейный ускоритель на 800 МэВ для инжекции в кольцо бустера.
Строительство первого здания для ускорителя PIP-II началось в 2020 году. [3] Новый участок линейного ускорителя будет расположен на вершине небольшой части Теватрона около кольца Бустера, чтобы воспользоваться существующей электрической, водной и криогенной инфраструктурой. Линейный ускоритель PIP-II будет иметь линию транспортировки пучка низкой энергии (LEBT), радиочастотный квадруполь (RFQ) и линию транспортировки пучка средней энергии (MEBT), работающие при комнатной температуре на частоте 162,5 МГц и с увеличением энергии от 0,03 МэВ. Первый сегмент линейного ускорителя будет работать на частоте 162,5 МГц, а энергия будет увеличена до 11 МэВ. Второй сегмент линейного ускорителя будет работать на частоте 325 МГц, а энергия будет увеличена до 177 МэВ. Последний сегмент линейного ускорителя будет работать на частоте 650 МГц и будет иметь конечный уровень энергии 800 МэВ. [34]
По состоянию на 2022 год предполагаемая дата начала работы ускорителя PIP-II — 2028 год. [35] Проект был одобрен для строительства в апреле 2022 года с ожидаемой стоимостью для Министерства энергетики в размере 978 млн долларов США и дополнительными взносами в размере 330 млн долларов США от международных партнеров. [36]
Следующие частицы были впервые непосредственно обнаружены в Фермилабе:
В 1999 году физики в эксперименте KTeV также первыми наблюдали прямое нарушение CP-симметрии в распадах каонов . [41]
Эксперимент DØ и эксперимент CDF внесли важный вклад в наблюдение бозона Хиггса , о котором было объявлено в 2012 году. [42]
Фермилаб демонтировал эксперимент CDF ( Коллайдер-детектор в Фермилабе ) [43], чтобы освободить место для IARC (Иллинойсский центр исследований ускорителей). [44]
Физики Fermilab продолжают играть ключевую роль в программе всемирного коллайдера. Физический центр LHC (LPC) в Fermilab является региональным центром сотрудничества Compact Muon Solenoid (эксперимент проводится в ЦЕРНе ). LPC предлагает активное сообщество ученых CMS из США и играет важную роль в вводе в эксплуатацию детектора CMS, а также в проектировании и разработке модернизации детектора. [45] Fermilab является принимающей лабораторией для USCMS, [46] в которую входят исследователи из 50 университетов США, включая 715 студентов. Fermilab размещает крупнейший вычислительный центр CMS Tier 1, обрабатывающий примерно 40% глобальных вычислительных запросов CMS Tier 1. 9 февраля 2022 года Патрисия Макбрайд (физик) из Fermilab была избрана представителем сотрудничества CMS. [47]
В этот период времени лаборатория также создала новую программу исследований в области передовой информационной науки, включая разработку технологии квантовой телепортации [48] для квантового интернета и увеличение срока службы сверхпроводящих резонаторов [49] для использования в квантовых компьютерах.
Программа на месте в 2020-х годах в основном сосредоточена на Intensity Frontier физики элементарных частиц, особенно физике нейтрино и редких физических поисках с использованием мюонов. Программа изучения структуры нуклона также продолжается.
Fermilab стремится стать мировым лидером в области физики нейтрино посредством Deep Underground Neutrino Experiment в Long Baseline Neutrino Facility. Другими лидерами являются CERN , который лидирует в области физики ускорителей с Большим адронным коллайдером (LHC), и Япония, которая была одобрена для строительства и руководства Международным линейным коллайдером (ILC). Fermilab станет местом будущего пучкового канала LBNF, а Sanford Underground Research Facility (SURF) в Лиде, Южная Дакота, является местом, выбранным для размещения массивного дальнего детектора. Термин «базовый» относится к расстоянию между источником нейтрино и детектором. Текущая конструкция дальнего детектора рассчитана на четыре модуля жидкого аргона с контрольным объемом 10 килотонн каждый.
Согласно отчету о концептуальном проекте 2016 года, первые два модуля должны были быть завершены в 2024 году, а пучок — в 2026 году. Последние модули должны были быть введены в эксплуатацию в 2027 году. [62] В 2022 году стоимость двух модулей дальнего детектора и пучка в отдельности возросла до 3 млрд долларов. Это привело к решению Управления науки Министерства энергетики о поэтапном проведении эксперимента. [5] Фаза I будет состоять из двух модулей, которые должны быть завершены в 2028–2029 годах, и пучковой линии, которая должна быть завершена в 2032 году. Установка фазы II, оставшихся двух модулей дальнего детектора, пока не запланирована и будет стоить дороже, чем оценка в 3 млрд долларов для фазы I. [5]
Большой прототип детектора, построенный в ЦЕРНе, собирал данные с помощью тестового луча с 2018 по 2020 год. Результаты показывают, что ProtoDUNE работал с эффективностью более 99%. [63]
Программа LBNF/DUNE в физике нейтрино планирует измерять фундаментальные физические параметры с высокой точностью и исследовать физику за пределами Стандартной модели . Ожидается, что измерения, которые проведет DUNE, значительно увеличат понимание физиками нейтрино и их роли во Вселенной, тем самым лучше проясняя природу материи и антиматерии. Она отправит пучок нейтрино самой высокой интенсивности в мире на ближний детектор на площадке Fermilab и на дальний детектор на расстоянии 800 миль (1300 км) в SURF.
Детектор MiniBooNE представлял собой сферу диаметром 40 футов (12 м), содержащую 800 тонн минерального масла, покрытого 1520 детекторами фототрубок . По оценкам, ежегодно регистрировалось 1 миллион нейтринных событий. SciBooNE находился в том же нейтринном пучке , что и MiniBooNE, но имел возможности точного отслеживания. Эксперимент NOνA использует, а эксперимент MINOS использовал пучок NuMI (Neutrinos at the Main Injector) Fermilab, который представляет собой интенсивный пучок нейтрино, который проходит 455 миль (732 км) через Землю до шахты Судан в Миннесоте и реки Эш, штат Миннесота, места расположения дальнего детектора NOνA. В 2017 году нейтринный эксперимент ICARUS был перенесен из ЦЕРНа в Фермилаб. [64] [65]
Мюон g−2 : (произносится как «джи минус два») — эксперимент в области физики элементарных частиц по измерению аномалии магнитного момента мюона с точностью до 0,14 ppm , что станет чувствительным тестом Стандартной модели .
Фермилаб продолжает эксперимент, проводимый в Брукхейвенской национальной лаборатории, по измерению аномального магнитного дипольного момента мюона .
Магнитный дипольный момент ( g ) заряженного лептона ( электрона , мюона или тау ) очень близок к 2. Разница от 2 («аномальная» часть) зависит от лептона и может быть вычислена довольно точно на основе текущей Стандартной модели физики элементарных частиц . Измерения электрона прекрасно согласуются с этим вычислением. Эксперимент в Брукхейвене выполнил это измерение для мюонов, гораздо более технически сложное измерение из-за их короткого времени жизни, и обнаружил дразнящее, но не окончательное, расхождение в 3 σ между измеренным значением и вычисленным.
Эксперимент в Брукхейвене завершился в 2001 году, но спустя 10 лет лаборатория Ферми приобрела оборудование [66] и работает над проведением более точного измерения (с меньшим σ ), которое либо устранит несоответствие, либо, как мы надеемся, подтвердит его как экспериментально наблюдаемый пример физики за пределами Стандартной модели .
Центральным элементом эксперимента является сверхпроводящий магнит диаметром 50 футов с исключительно однородным магнитным полем. Он был перевезен в целости и сохранности из Брукхейвена в Лонг-Айленде , штат Нью-Йорк, в Фермилаб летом 2013 года. Переезд продлился 3200 миль за 35 дней, в основном на барже по Восточному побережью и вверх по Миссисипи .
Магнит был отремонтирован и включен в сентябре 2015 года [67] , и было подтверждено, что он имеет те же самые1300 ppm (0,13%) pp основной однородности магнитного поля, которая была до перемещения. [68] : 4
Проект был направлен на регулировку магнита для улучшения однородности его магнитного поля. [68] Это было сделано в Брукхейвене, [69] но было нарушено переездом, и это пришлось переделывать в Фермилабе.
В 2018 году эксперимент начал собирать данные в Fermilab. [70] В 2021 году лаборатория сообщила, что результаты первоначального исследования с участием частицы бросили вызов Стандартной модели , имея потенциал для открытия новых сил и частиц. [71] [72]
В августе 2023 года группа Fermilab заявила, что они, возможно, приближаются к доказательству существования новой силы природы. Они нашли больше доказательств того, что субатомные частицы, называемые мюонами, ведут себя не так, как предсказывает современная теория субатомной физики. [73]
Начиная с 2010-х годов задержки и перерасход средств привели к серьезным опасениям по поводу ненадлежащего управления лабораторией.
В 2014 году Группа по определению приоритетов проектов по физике частиц («P5») рекомендовала [74] три основные инициативы для строительства на площадке Fermilab. Две из них были экспериментами по физике частиц: Deep Underground Neutrino Experiment и Mu2e . Третья — модернизация ускорителя PIPII, описанная выше. Также P5 рекомендовала Fermilab участие в LHC в CERN .
По состоянию на 2022 год два проекта Fermilab, рекомендованные P5, столкнулись со значительными задержками:
Даже более мелкие эксперименты, ниже уровня стоимости индивидуального одобрения P5, которые были предложены во время P5 2014 года, подверглись значительной задержке. Short-Baseline Near Detector (SBND), предложенный в 2014 году [78] со шкалой стоимости в 10 млн долларов, изначально планировалось начать сбор данных весной 2018 года [79] , но теперь его начало запланировано на осень 2023 года [78].
Министерство энергетики подняло флаги еще в 2019 финансовом году. Ежегодно Управление науки Министерства энергетики США проверяет и оценивает национальные лаборатории в своем портфеле по восьми показателям эффективности. [80] Fermilab получила самые низкие оценки среди национальных лабораторий в 2019, 2020, 2021 и 2022 финансовых годах. Редкая оценка C была присвоена за управление проектами в 2021 году, что отражает задержки и перерасход средств. [81] В статье в журнале Science Джеймс Деккер, который был первым заместителем директора Управления науки Министерства энергетики с 1973 по 2007 год, заявил, что оценка эффективности за 2021 год была «одной из самых уничтожающих, которые я видел». [11]
Кроме того, в 2020 году сообщество физиков высоких энергий выразило обеспокоенность тем, что стоимость крупных проектов в Фермилабе привела к отвлечению средств от основной исследовательской программы физики высоких энергий, что нанесло ущерб здоровью этой области. [82] [83] Конгресс увеличил годовой бюджет HEP с менее чем 800 миллионов долларов примерно на 250 миллионов долларов до более чем 1 миллиарда долларов — увеличение на 30%, которое пошло в основном на поддержку крупных проектов в Фермилабе. [84]
Задержки проекта Fermilab привели к существенной смене руководства в 2022 году. [5] В сентябре 2021 года Найджел Локьер , директор Fermilab, ушел в отставку. [85] Локьера сменила Лия Мерминга , руководитель проекта PIP II. [86] 31 марта 2022 года Джеймс Сигрист, заместитель директора по физике высоких энергий в Управлении науки Министерства энергетики, который курировал ответ на отчет P5, ушел в отставку. [87] В сентябре 2022 года было объявлено, что заместитель директора по исследованиям Джозеф Ликкен уйдет в отставку, и его заменит профессор Йельского университета Бонни Флеминг, которая ранее занимала должность заместителя главного научного сотрудника по нейтринной программе в Fermilab. [88] Регина (Джина) Рамейка присоединилась к Управлению науки Министерства энергетики в качестве заместителя директора Управления физики высоких энергий вместо него 7 ноября 2022 года, перейдя от своей роли представителя эксперимента DUNE. [89]
Хотя эти замены представляют собой существенную смену руководящих кадров, новое руководство было набрано из управленческой команды 2014-2022 годов, и Fermilab продолжает страдать от потрясений с момента этой смены. В частности, возникли новые проблемы в отношении безопасности и доступа сотрудников, посетителей и подрядчиков.
25 мая 2023 года подрядчик упал с высоты 23 фута, пытаясь закрепить арматурные стержни на стене для новой площадки проекта PIP II. [90] Подрядчик был доставлен в больницу по воздуху в результате несчастного случая, который считается самым серьезным на площадке за последние десятилетия. [91] Комиссия по расследованию несчастных случаев, назначенная Министерством энергетики, пришла к выводу, что инцидент можно было предотвратить, и «рекомендовала длинный список управленческих и мер безопасности, необходимых для предотвращения повторения такой аварии». [90] В результате аварии проект PIP II стоимостью 1 млрд долларов, имеющий решающее значение для успеха эксперимента DUNE, был отложен. [90]
1 сентября 2023 года главный научный сотрудник Бонни Флеминг объявила, что система ускорителей Fermilab временно закрыта по соображениям безопасности. [92] 9 сентября 2022 года DOE издало приказ DOE O 420.2D под названием «Безопасность ускорителей». Этот документ устанавливает требования безопасности, специфичные для ускорителей, финансируемых DOE, и их эксплуатации. У руководства Fermilab был один год на выполнение приказа, но оно не выполнило требования за этот срок. Главный ускоритель Fermilab возобновил работу после завершения внедрения DOE O 420.2D в конце весны 2024 года.
Из-за дефицита бюджета на 2024 финансовый год Fermilab объявила об увольнении сотрудников и закрытии своей деятельности и доступа общественности на одну неделю в августе — действие, которое добавило значительных разногласий в лаборатории. [93] Необходимость в увольнении была неожиданной, поскольку бюджет вырос «на целых 7,6% до 739 миллионов долларов» [93] в 2024 финансовом году. Помимо этого, шестимесячное закрытие ускорителя из-за несоблюдения DOE O 420.2D должно было обеспечить существенную экономию в операционном бюджете. По данным журнала Science , увольнения, по-видимому, были вызваны плохо управляемым ростом: «только с 2022 по 2023 год [штат лаборатории] вырос на 176 человек, или на 9%, до 2160». [93] Трейси Марк, глава медиа-службы Fermilab, сообщила WTTW News, что, несмотря на закрытие, «общее финансовое состояние лаборатории остается нетронутым и находится под контролем». [94]
15 июля 2024 года на сервер препринтов по физике arXiv был загружен отчет, содержащий очень серьезные обвинения в сокрытии информации в лаборатории . [13] Обвинения, которые также были опубликованы в прессе, [93] [95] [96] включали:
В отчете также приводится перечень жалоб, касающихся повседневной работы лаборатории, о которых сообщалось в этой статье выше, а также новое заявление о «перерасходе средств на непредвиденные расходы PIP-II в течение одного года с момента одобрения CD3», что может потенциально повлиять на программу LBNF/DUNE.
Для достоверности в отчете приводятся подробные свидетельства очевидцев, подтверждающие обвинения. [13] Помимо этого, некоторая информация ранее уже была опубликована. Например, первое обвинение, касающееся вопиющего случая сексуального домогательства, было опубликовано в The Guardian [97] , а тот факт, что заявитель подал жалобу в Fermilab, которая не предприняла никаких действий, фигурирует в судебных документах. [98] Повторяющийся комментарий ученых прессе, который подтверждает опасения в отчете, — это страх возмездия со стороны руководства Fermilab, если будут подняты вопросы. [93] Для того чтобы осведомители остались анонимными, отчет был загружен на сервер препринтов arXiv Джорджио Беллеттини, который является уважаемым лидером в области физики элементарных частиц, дважды выступавшим в качестве представителя сотрудничества по детектору коллайдера в Fermilab . [99] Его положение в сообществе придает отчету дополнительную достоверность. К отчету, загруженному в arXiv, также было приложено второе подписанное письмо поддержки от Уильяма Барлетты из Массачусетского технологического института.
Отчет был передан заместителю директора по операциям Управления науки Министерства энергетики США доктору Джастону Фонтейну и заместителю министра по науке и инновациям Министерства энергетики США Джеральдине Ричмонд в июне 2024 года. [13] Он был обнародован месяц спустя, после того как должностные лица Министерства энергетики США не отреагировали. [13] 29 июля 2024 года директор Фермилаб Лия Мерминга дала краткий ответ обеспокоенным ученым, заявив: «В документе [информатора] утверждается о различных проблемах в Фермилаб, некоторые из которых неточны, а над решением других [Исследовательский альянс Ферми] уже некоторое время усердно работает». [96] На общем собрании Мерминга также сказала научному персоналу «перестать ныть». [93]
В связи с многочисленными проблемами, с которыми столкнулась лаборатория, в январе 2023 года DOE объявило о двухлетнем процессе повторного тендера на управление лабораторией [100] из-за проблем с производительностью. [11] В объявлении DOE о конкурсе пояснялось: «Целью этого конкурса контрактов является получение и заключение нового контракта M&O, который приведет к улучшению производительности и эффективности подрядчика в FNAL. DOE ожидает, что этот конкурс выявит новые и инновационные подходы к планированию будущего лаборатории». [101] На информационном собрании для потенциальных участников торгов 1 марта 2023 года слайды презентации были более подробно рассмотрены в разделе «Основные проблемы/риски», включая выделение проблемы: «Лаборатория продолжает сталкиваться с проблемами в области финансового управления и управления закупками. Аудиты из года в год неоднократно выявляют одни и те же недостатки и сбои в контроле. Любые предпринятые корректирующие действия не привели к существенному прогрессу или вообще не привели к какому-либо прогрессу. Значительные проблемы с закупками препятствуют способности лаборатории успешно предоставлять эффективные и действенные бизнес-системы/ресурсы для реализации научной миссии. Сохраняются существенные опасения относительно способности расходовать государственные средства эффективным, действенным и соответствующим образом». [102] Множество проблем, с которыми сталкивается новый подрядчик, были перечислены в январе 2024 года в новостном разделе журнала Nature . [103]
1 октября 2024 года Министерство энергетики объявило, что контракт стоимостью 5 млрд долларов на эксплуатацию Национального ускорителя Ферми был передан недавно созданной компании Fermi Forward Discovery Group, LLC (FFDG). [104] FFDG возьмет на себя управление операциями Fermilab 1 января 2025 года по пятилетнему контракту.
FFDG представляет собой постепенное изменение в управлении по сравнению с предыдущим десятилетием, поскольку группа включает в себя предыдущую команду управления лабораторией, FRA, [105] которая состояла из Чикагского университета и Ассоциации университетских исследований (URA), с двумя дополнениями. Первая — Amentum Environment & Energy, Inc., которая специализируется на решениях «проблем в области науки, безопасности и устойчивости» и является членом консорциума, недавно получившего контракт на рекультивацию и закрытие систем на объекте в Ханфорде Министерства энергетики . [106] Вторая — Longenecker & Associates, которая специализируется на экологической очистке, безопасности, реализации проектов и поддержке полевых операций и уже является субподрядчиком Национальной лаборатории Лос-Аламоса . [107] Таким образом, выбор FFDG оставляет управление научными и человеческими ресурсами неизменным, одновременно усиливая экспертизу для реализации крупных проектов, поддержания ограниченного участка и удаления загрязненных материалов на участке.
Национальная ускорительная лаборатория имени Ферми (также известная как Fermilab) была основана в 1967 году как открытая научно-исследовательская лаборатория и по сей день не проводит секретных исследований. Первоначальные планы предусматривали, что Fermilab будет использовать охрану «...для контроля перемещения персонала на объект во время проведения испытаний», как отмечено в Экологическом заявлении от декабря 1971 года, и «...для обеспечения соблюдения границ объекта». Раннее руководство перешло к большей публичной открытости, что позволило облегчить научное сотрудничество и общественное удовольствие, включая переселение бизонов.
В конце 2010-х и начале 2020-х годов руководство Fermilab начало вводить жесткие ограничения на доступ общественности и ученых к площадке Fermilab. К весне 2023 года ограничения стали настолько обременительными, что более 2500 физиков и посетителей лаборатории подписали «открытую петицию к избранным представителям с просьбой вновь открыть Fermilab». [108] В петиции говорилось, что: «Изменения политики доступа подрывают важнейшие аспекты научного процесса, а также базовое функционирование Fermilab. Проведение исследовательских встреч, интервьюирование потенциальных сотрудников, сотрудничество с учеными за пределами лаборатории и реализация наших известных эффективных образовательных программ — все это было затруднено». Что касается широкой общественности, в петиции говорилось: «Сегодня широкой общественности разрешен доступ только по главной дороге, и с учетом того, что требования к удостоверениям личности становятся все более строгими, вскоре ее двери будут закрыты для туристов и даже для некоторых иммигрантов. Мы больше не можем свободно ездить на машинах или велосипедах по территории. Парк для собак, зал Уилсона с его экспонатами на верхнем этаже и другие зоны больше не являются общедоступными. Рыбалка и другие мероприятия, открытые для публики, были отменены». В петиции настоятельно требовалось вернуть политику доступа к модели открытой лаборатории, которая регулировала работу лаборатории до 2020 года.
В мае 2023 года директор Лия Мерминга опубликовала ответ на петицию на веб-сайте Fermilab, [109] отметив, что некоторые зоны на территории остаются открытыми для публики в определенные часы с требованиями доступа по удостоверению личности. Ответ Мерминги оправдывает новые ограничения, поскольку лаборатория «управляет большим объемом непубличной информации» — рассуждение, которое противоречит петиции, в которой указывается, что лаборатория полностью финансируется налогоплательщиками, не проводит секретных исследований и имеет правительственный мандат на публикацию всех своих научных результатов. Дальнейшее освещение петиции и ответа руководства появилось в журналах Physics Today [110] и Physics World . [111]
В соответствии с требованиями Real ID для объектов DOE, все взрослые посетители, входящие на объект без сопровождения, должны предъявить выданное правительством удостоверение личности с фотографией, соответствующее Закону о Real ID . [112] Актуальные сведения о доступе можно найти на веб-сайте Fermilab. [113]
Первый директор Fermilab Роберт Уилсон настоял на том, чтобы эстетический облик участка не был испорчен рядом зданий из бетонных блоков. Дизайн административного здания (Wilson Hall) был вдохновлен собором Святого Пьера в Бове , Франция , [114] хотя он был реализован в стиле брутализма . Несколько зданий и скульптур в резервации Fermilab представляют собой различные математические конструкции как часть их структуры.
Спираль Архимеда является определяющей формой нескольких насосных станций , а также здания, в котором проводится эксперимент MINOS. Отражающий пруд в Wilson Hall также демонстрирует гиперболический обелиск высотой 32 фута (9,8 м), спроектированный Wilson. Некоторые из высоковольтных линий электропередачи, передающих электроэнергию через территорию лаборатории, построены так, чтобы отражать греческую букву π . Также можно найти структурные примеры спирали двойной спирали ДНК и намек на геодезическую сферу .
Скульптуры Уилсона на этом месте включают Tractricious , отдельно стоящую композицию из стальных труб около промышленного комплекса, построенную из деталей и материалов, переработанных из коллайдера Tevatron, и парящую Broken Symmetry , которая приветствует тех, кто входит в кампус через вход со стороны Pine Street. [115] Венчает Ramsey Auditorium изображение ленты Мёбиуса диаметром более 8 футов (2,4 м). Также по подъездным путям и деревне разбросаны массивный гидравлический пресс и старые каналы магнитного сдерживания, все выкрашенные в синий цвет.
В 1967 году Уилсон привез на территорию пять американских бизонов , быка и четырех коров, а еще 21 особь предоставил Департамент охраны природы Иллинойса. [116] [117] Некоторые напуганные местные жители сначала считали, что бизоны были завезены для того, чтобы подать сигнал тревоги, если радиация в лаборатории достигнет опасного уровня, но в Fermilab их заверили, что это утверждение не имеет под собой никаких оснований. Сегодня стадо бизонов Fermilab является популярной достопримечательностью, которая привлекает множество посетителей [118] , а территория также является убежищем для других местных популяций диких животных. [119] [120] Рождественский подсчет птиц проводится в лаборатории каждый год с 1976 года. [121]
В сотрудничестве с лесным заповедником округа ДюПейдж лаборатория Fermilab заселила отдельные строения на территории заповедника сипухами . [122]
Во время работы пучки частиц производят тритий , изотоп водорода, состоящий из протона и двух нейтронов, который является слаборадиоактивным с периодом полураспада 12,3 года. Он может связываться с кислородом, образуя тритиевую воду . Уровни трития, измеренные на месте, низки по сравнению с федеральными стандартами здравоохранения и охраны окружающей среды. Fermilab отслеживает тритий, покидающий место в поверхностных и канализационных водах, и предоставляет лист часто задаваемых вопросов для тех, кто хочет узнать больше. [123]
На информационном собрании для потенциальных участников торгов по контракту на управление, состоявшемся 1 марта 2023 года, слайды презентации показали, что, хотя скорость выхода трития с объекта ниже требуемых стандартов, на объекте имеется достаточное загрязнение тритием, чтобы представлять собой «вызов». [102] В частности, тритий, произведенный в пучковом канале NuMI, который отправляет нейтрино на эксперименты в Миннесоте, был закачан в промышленную систему водяного охлаждения, которая используется для оборудования по всему кампусу Fermilab. В результате был сделан вывод, что теперь «загрязнение тритием в значительной степени распространено по всему исследовательскому комплексу». [102]