Fermi National Accelerator Laboratory

Fermi National Accelerator Laboratory, Forschungszentrum für Hochenergie- und Elementarteilchenphysik. Das auch als Fermilab bekannte Zentrum liegt im Bundesstaat Illinois und wird von der Universities Research Association, einem Konsortium aus Universitäten in den USA und Kanada, im Auftrag des Energieministeriums (Department of Energy) der Vereinigten Staaten betrieben. Das Forschungslabor ist nach dem italienischen Physiker Enrico Fermi benannt, dem 1942 die erste kontrollierte Kernkettenreaktion gelang (siehe Kernenergie).

Bei der Forschung im Fermilab wird ein hochenergetischer Teilchenstrahl auf ein feststehendes Ziel geschossen, oder es werden Protonen- und Antiprotonenstrahlen zur Kollision gebracht. Aus dem Ergebnis solcher Kollisionen erhält man Kenntnisse über Quarks, die Grundbausteine einer als Hadronen bezeichneten umfangreichen Klasse von Elementarteilchen. Die Experimente dienen dazu, die Struktur der Hadronen aufzudecken. 1972 gelang es einer Gruppe von Wissenschaftlern des Fermilab, das b-Quark (Bottom Quark) und sein entsprechendes Antiteilchen zu isolieren. Das schwerste und flüchtigste Quark, das t-Quark (Top Quark), das nach dem Standardmodell existieren muss, wurde 1995 im Fermilab nachgewiesen.

Die wichtigsten Forschungseinrichtungen des Fermilab sind zwei als Protonensynchrotron bezeichnete Teilchenbeschleuniger. Sie befinden sich in einem kreisförmigen unterirdischen Tunnel mit einem Durchmesser von 6,3 Kilometer. Der erste Beschleuniger, der 1972 in Betrieb genommen wurde, dient heute zum Einschleusen des Strahles in den zweiten, das Tevatron, den weltweit leistungsstärksten Beschleuniger. Er kann Teilchen auf eine Energie von einer Billion Elektronenvolt (1 TeV) beschleunigen.