L'accélérateur de particules le plus avancé au monde pour étudier la structure des quarks de la matière se prépare à commencer ses premières expériences après l'achèvement officiel d'une mise à niveau pour tripler son énergie de conception d'origine. L'installation d'accélérateur de faisceau d'électrons continu (CEBAF) de l'installation d'accélérateur national Thomas Jefferson du ministère de l'Énergie est maintenant de nouveau en ligne et accélère pour le début des expériences.

Le CEBAF est une installation utilisateur du DOE Office of Science pour la recherche en physique nucléaire conçue pour repousser la frontière de la précision toujours plus profondément au cœur de la matière. L'accélérateur CEBAF est basé sur la technologie des radiofréquences supraconductrices (SRF). Il utilise un flux d'électrons qui sont dirigés vers quatre domaines de recherche différents pour des expériences qui sondent le noyau de l'atome, ses protons et neutrons, et leurs quarks et gluons.

Le CEBAF a été conçu à l'origine pour fournir des électrons à des énergies de 4 milliards d'électrons-volts, ou 4 GeV. La mise à niveau de 338 millions de dollars à 12 GeV a été officiellement achevée le 27 septembre, 2017. Après l'achèvement du projet, l'accent du laboratoire s'est déplacé vers le démarrage des opérations complètes du CEBAF pour la première fois depuis la fin de son programme de recherche initial en 2012.

Le processus de préparation du CEBAF aux expérimentations a débuté dans l'injecteur, la source d'électrons pour le CEBAF. Puis, les composants supraconducteurs du CEBAF ont été refroidis à quelques degrés près du zéro absolu, à 2 Kelvin, pour permettre des opérations à pleine énergie.

Les principaux systèmes ont été méthodiquement vérifiés et trouvés prêts à transporter des électrons, et des travaux ont été lancés pour optimiser les composants supraconducteurs d'accélération, cavités en niobium. Finalement, des milliers d'aimants pour diriger et focaliser le faisceau d'électrons ont été soigneusement activés et vérifiés.

Jeudi, 30 novembre Le CEBAF a accéléré ses premiers électrons à travers un passage complet de la machine. Les opérateurs d'accélérateurs s'appuient maintenant sur ce succès initial pour enfiler soigneusement le faisceau à travers les passes supplémentaires alors qu'il se prépare à le livrer pour les expériences. A chaque passage dans la machine, les électrons gagnent de l'énergie. Le CEBAF est capable de délivrer jusqu'à cinq passes pour trois de ses halls d'expérimentation (A, B et C), et jusqu'à 5,5 passes pour le quatrième (D).

Le CEBAF est le microscope le plus puissant au monde pour l'étude du noyau de l'atome. Presque 1, 600 scientifiques de tout le pays et du monde entier viennent au Jefferson Lab pour mener des recherches.

Avec le CEBAF, les scientifiques étudient comment les quarks interagissent, comment ils tournent, et comment ils sont distribués à l'intérieur des protons et des neutrons. Les faisceaux d'électrons précis du CEBAF permettront les premières vues entièrement tridimensionnelles de la structure des protons et des neutrons et des études révolutionnaires de la force forte, la force qui colle la matière ensemble.