O acelerador de partículas mais avançado do mundo para investigar a estrutura de quark da matéria está se preparando para começar seus primeiros experimentos após a conclusão oficial de uma atualização para triplicar sua energia de projeto original. O Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF) no Thomas Jefferson National Accelerator Facility do Departamento de Energia está de volta online e acelerando para o início dos experimentos.

CEBAF é um DOE Office of Science User Facility para pesquisa de física nuclear projetado para empurrar a fronteira de precisão cada vez mais fundo no cerne da matéria. O acelerador CEBAF é baseado na tecnologia de radiofrequência supercondutora (SRF). Ele usa um fluxo de elétrons que são direcionados a quatro áreas de pesquisa diferentes para experimentos que sondam o núcleo do átomo, seus prótons e nêutrons, e seus quarks e glúons.

O CEBAF foi originalmente projetado para fornecer elétrons com energias de 4 bilhões de elétron-volts, ou 4 GeV. A atualização de $ 338 milhões para 12 GeV foi oficialmente concluída em 27 de setembro, 2017. Após a conclusão do projeto, O foco do laboratório mudou para o início de operações completas do CEBAF pela primeira vez desde que seu programa de pesquisa original terminou em 2012.

O processo de preparação do CEBAF para experimentos começou no injetor, a fonte de elétrons para CEBAF. Então, os componentes supercondutores no CEBAF foram resfriados a alguns graus de zero absoluto, para 2 Kelvin, para permitir operações de energia total.

Os principais sistemas foram verificados metodicamente e encontrados prontos para transportar elétrons, e o trabalho foi iniciado para otimizar os componentes de aceleração supercondutores, cavidades de nióbio. Finalmente, milhares de ímãs para direcionar e focar o feixe de elétrons foram cuidadosamente aumentados e verificados.

Na quinta feira, 30 de novembro O CEBAF acelerou seus primeiros elétrons por meio de uma passagem completa da máquina. Os operadores do acelerador agora estão construindo sobre esse sucesso inicial para passar cuidadosamente a viga pelas passagens adicionais enquanto ela se prepara para entregá-la aos experimentos. A cada passagem pela máquina, os elétrons ganham energia. O CEBAF é capaz de entregar até cinco passes para três de suas salas experimentais (A, B e C), e até 5,5 passes para o quarto (D).

O CEBAF é o microscópio mais poderoso do mundo para estudar o núcleo do átomo. Quase 1, 600 cientistas de todo o país e de todo o mundo vêm ao Jefferson Lab para realizar pesquisas.

Com o CEBAF, os cientistas estudam como os quarks interagem, como eles giram, e como eles são distribuídos dentro de prótons e nêutrons. Os feixes de elétrons precisos do CEBAF permitirão as primeiras visualizações totalmente tridimensionais da estrutura de prótons e nêutrons e estudos inovadores da força forte, a força que une a matéria.