Det amerikanska energidepartementet har formellt godkänt starten av den fullständiga konstruktionen av PIP-II-projektet, en viktig uppgradering av acceleratorkomplexet vid Fermi National Accelerator Laboratory. Hjärtat i projektet är en kraftfull ny supraledande linjäraccelerator som kommer att möjliggöra världens mest intensiva högenergi-neutrinostråle.

Milstolpen, känd som Critical Decision 3, tillåter projektet att påbörja fullskalig upphandling och konstruktion. Den bygger på godkännandet från mars 2021 för en preliminär byggstart, vilket möjliggjorde arbete med nyckelelement som kräver längre förberedelsetider. Detta inkluderade banbrytande teknologier som supraledande och högeffekts radiofrekvenssystem och instrumentering.

"Vi är glada över att ha nått detta avgörande steg för PIP-II", säger Lia Merminga, Fermilab-direktör och tidigare PIP-II-projektledare. "Vårt team runt om i världen har arbetat outtröttligt för att förbereda sig för det här ögonblicket. Planeringen har lönat sig, och vi är glada över att gå in i byggfasen, i vetskap om att det kommer att göra otrolig ny vetenskap möjlig."

Av avgörande betydelse för PIP-II:s framgång är dess partners runt om i världen; PIP-II är den första partikelacceleratorn byggd på amerikansk mark med betydande bidrag från internationella samarbetspartners. Institutioner i Frankrike, Indien, Italien, Polen, Storbritannien och USA kommer att sammanföra sin expertis och kapacitet inom supraledande radiofrekvens och tillhörande teknik för att konstruera den toppmoderna partikelacceleratorn på Fermilab.

När PIP-II är klar kommer Fermilab att kunna generera protonstrålar som är större än 1 megawatt – 60 procent högre än nuvarande kapacitet. Den mångsidiga acceleratorn är designad för att stödja en mängd olika forskning och kommer att kunna skicka skräddarsydda protonstrålar till olika experiment.

En avgörande användning av strålen kommer att vara att skapa neutrinos för det internationella Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) som arrangeras av Fermilab. Mer än 1 000 forskare som arbetar på DUNE kommer att studera dessa svårfångade partiklar, som kan innehålla ledtrådar till vårt universums utveckling och flera långvariga mysterier inom fysiken.

"Fermilabs acceleratorer drev experiment som gjort betydande genombrott under de senaste 50 åren", säger Nigel Lockyer, tidigare Fermilabs direktör. "Den formella byggstarten för PIP-II innebär att vi är ett steg närmare att förbättra våra anläggningar och stödja de kommande 50 åren av fysikupptäckter."

Förutom att renovera några av labbets befintliga acceleratorer kommer PIP-II att installera en kraftfull ny supraledande accelerator i början av acceleratorkedjan. Den unika första delen gör det möjligt för forskare att anpassa strålen för flera experiment som arbetar samtidigt. Acceleratorn kommer också att använda nya framsteg inom artificiell intelligens och maskininlärning för att leverera stråle snabbt, tillförlitligt och med minimal mänsklig inblandning.

PIP-II förväntas vara färdigt i slutet av 2020-talet och projektet har redan nått flera milstolpar. Byggandet av byggnaden som kommer att inrymma den kryogena anläggningen – ett stort bidrag från en PIP-II-partnerbyrå, Indiens avdelning för atomenergi – och verktyg för den supraledande acceleratorn är nästan klara på Fermilab, och framgångsrika tester vid PIP- II Injector Test Facility validerade kritiska teknologier och demonstrerade den exceptionella prestandan hos två kryomoduler, acceleratorns byggstenar.

"Den framgångsrika granskningen visar ännu en gång att Fermilab är redo att bli världsledande inom acceleratorbaserad upptäckt neutrinovetenskap, och PIP-II kommer att vara en viktig bidragsgivare till labbets prestige. Institutionen för energi ser fram emot årtionden av upptäckter som kommer att möjliggöras av den här acceleratoruppgraderingen", säger DOE HEP-direktör Harriet King. + Utforska vidare

Fermilab, partners bryter mark på partikelaccelerator för att studera spöklika partiklar, nya krafter