De Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF) van de Thomas Jefferson National Accelerator Facility van het Amerikaanse ministerie van Energie heeft twee belangrijke mijlpalen voor inbedrijfstelling bereikt en begint nu aan het laatste werk om de eerste grote upgrade af te ronden.

Onlangs, de CEBAF-versneller leverde elektronenstralen in twee van zijn experimentele hallen, zalen B en C, bij energieën die niet mogelijk zijn vóór de upgrade voor inbedrijfstelling van de experimentele apparatuur die momenteel in elke hal aanwezig is. In elke hal werden gegevens geregistreerd, waarvan vervolgens werd bevestigd dat ze van voldoende kwaliteit waren om deeltjesidentificatie mogelijk te maken, een primaire indicator van een goede werking van de detector.

"Deze inbedrijfstellingsruns hebben aangetoond dat de geïnstalleerde apparatuur werkt zoals ontworpen, klaar om het langverwachte onderzoeksprogramma te ondersteunen, " zei Allison Lung, projectdirecteur voor het 12 GeV CEBAF Upgrade-project en Jefferson Lab Chief Planning Officer. "Deze succesvolle prestatiedemonstraties werden mogelijk gemaakt door de expertise en toewijding van het Jefferson Lab-personeel, gebruikers van faciliteiten en anderen die ijverig hebben gewerkt aan deze prestaties."

CEBAF is 's werelds meest geavanceerde deeltjesversneller voor het onderzoeken van de quarkstructuur van de atoomkern. De CEBAF-versneller is gebaseerd op supergeleidende radiofrequentietechnologie (SRF) en produceert een stroom elektronen voor experimenten. Het was oorspronkelijk ontworpen om elektronen te leveren met energieën van 4 miljard elektronvolt, of 4 GeV, hoewel efficiëntie in het ontwerp en uitgebreide ervaring in het runnen van de machine het Jefferson Lab-operators in staat stelden om uiteindelijk 6 GeV-elektronenbundels in de oorspronkelijke configuratie te bereiken.

De 12 GeV CEBAF-upgrade kost $ 338 miljoen, meerjarig project om de oorspronkelijke operationele energie van CEBAF te verdrievoudigen. Delen van het project zijn al gerealiseerd. Eerder, de CEBAF-versneller had straal geleverd aan twee van zijn vier hallen, Hal A en D, in het voorjaar van 2014. In december 2015 de versneller leverde 12 GeV-elektronen met volledige energie aan Hal D.

De inbedrijfstelling van hal B vond plaats op 3-4 februari, en de vlucht naar het laatste experimentele gebied van CEBAF om een ​​upgrade-energiestraal te ontvangen, Hal C, werd gehouden op 9 maart. De succesvolle voltooiing van deze mijlpalen werd vervolgens geverifieerd door het ministerie van Energie.

Het behalen van deze mijlpalen markeert de voortgang naar de laatste DOE-goedkeuringsstap die de voltooiing van het project aangeeft, Critical Decision-4B (voltooiing van experimentele apparatuurproject en start van operaties). Later dit voorjaar zal een evaluatie van het project worden gehouden om de projectstatus te beoordelen en de voortgang van het laboratorium te bepalen met betrekking tot de laatste stappen die nodig zijn voor de voltooiing van het project.

Zodra de upgrade is voltooid, CEBAF zal overgaan op zijn primaire missie om studies in de kernfysica van de bouwstenen van ons zichtbare universum mogelijk te maken. CEBAF zal tot 11 GeV-elektronen afleveren in zijn oorspronkelijke experimentele gebieden, zalen A, B en C. De volle energie, 12 GeV-elektronen zullen worden geleverd aan het Hall D-complex om studies van de sterke kracht te starten, welke lijmen er toe doen. Andere belangrijke experimentele impulsen voor de verbeterde CEBAF zijn onder meer onderzoek dat de eerste snapshots van de 3D-structuur van protonen en neutronen mogelijk zal maken, gedetailleerde verkenningen van de interne dynamiek en structuur van protonen en neutronen en testen van fundamentele theorieën over materie.

"Met de verbeterde CEBAF, natuurkundigen hebben een ongekend hulpmiddel voor het bestuderen van de meest elementaire deeltjes en krachten die materie opbouwen, ' zei Lung. 'Dit soort wetenschap onderzoekt de meest fundamentele mysteries.'