Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi: laboratorio, Batavia, Illinois, Estados Unidos.

Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi, laboratorio nacional de aceleradores de partículas de EE. UU. y centro para la investigación de la física de partículas, ubicado en Batavia, Illinois, a unos 43 km (27 millas) al oeste de Chicago. La instalación es operada para el Departamento de Energía de EE. UU. por la Asociación de Investigación de Universidades, un consorcio de 85 universidades de investigación en los Estados Unidos y 4 universidades que representan a Canadá, Italia y Japón. Fermilab se fundó a mediados de la década de 1960 en respuesta a una recomendación de 1963 de la Comisión de Energía Atómica de construir una instalación nacional de acelerador de partículas para realizar investigaciones de clase mundial en física nuclear. El sitio de Batavia, que se extiende sobre 2.800 hectáreas (6.800 acres), fue seleccionado en 1966 y ocupado formalmente en 1968. Fermilab atrae a científicos de casi todos los estados de EE. UU. y de 45 países de todo el mundo para realizar investigaciones colaborativas sobre la naturaleza fundamental de la materia, el campo de partículas subatómicas.

El primer acelerador de partículas del Fermilab fue un sincrotrón de protones, un acelerador cíclico con una circunferencia de anillo de 6,3 km (3,9 millas). Comenzó a funcionar en 1972 y podía acelerar protones a 400 gigaelectrones voltios (GeV; 400 mil millones de electronvoltios). En la década de 1980 se construyó un segundo acelerador de partículas más potente, el Tevatron, en el mismo túnel pero debajo del anillo sincrotrón original.

El Tevatron era un sincrotrón superconductor que aprovechaba la mayor intensidad del campo magnético producido por los imanes superconductores para acelerar los protones a niveles de energía significativamente más altos. El anillo principal original pasó a formar parte del sistema de inyección del preacelerador del Tevatron, acelerando partículas a 150 GeV y luego transfiriéndolas al nuevo anillo superconductor para acelerarlas a 900 GeV. En 1987, el Tevatron comenzó a funcionar como un colisionador de antiprotones: protones de 900 GeV chocan contra antiprotones de 900 GeV para proporcionar energías de colisión totales de 1,8 teraelectrones voltios (TeV; 1,8 billones de electronvoltios). El anillo principal original fue reemplazado en 1999 por un nuevo preacelerador, llamado Inyector Principal, que enviaba rayos más intensos al Tevatron y, por lo tanto, aumentaba el número de colisiones de partículas en un factor de 10. El Tevatron era la partícula de mayor energía del mundo. acelerador hasta 2009, cuando fue suplantado por el Gran Colisionador de Hadrones de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). El Tevatron cerró el 30 de septiembre de 2011.

En 1977, un equipo del Fermilab dirigido por el físico estadounidense Leon Lederman, al estudiar los resultados de las colisiones entre protones y núcleos de 400 GeV en el anillo principal original, descubrió la primera evidencia del mesón upsilon, que reveló la existencia del quark bottom. El quark inferior, el quinto quark detectado, es miembro del tercer y más pesado par de quarks. La partícula compañera de este par es el quark superior, que es el sexto y más masivo quark; en 1995 también fue descubierto en Fermilab. Los científicos dedujeron la existencia del quark top, producido en el Tevatron como resultado de colisiones protón-antiprotón de 1,8 TeV, basándose en sus características de desintegración. En 2010, los científicos utilizaron el Tevatron para detectar una ligera preferencia por los mesones B (partículas que contienen un quark inferior) para descomponerse en muones en lugar de antimuones. Esta violación de la simetría de cargas podría llevar a una explicación de por qué hay más materia que antimateria en el universo.

El sitio Fermilab, que consta de miles de hectáreas de terreno no urbanizado, ofrece una excelente oportunidad para estudiar y restaurar un ecosistema de pradera nativo. Desde 1975, Fermilab ha estado involucrado en un proyecto de restauración de praderas de amplio alcance: restaurar pastos nativos de la pradera en el área, mantener una manada de bisontes en el terreno y establecer un hábitat para aves acuáticas. En 1989 Fermilab fue reconocido como Parque Nacional de Investigación Ambiental, un laboratorio al aire libre protegido para estudios ecológicos.

Cristina Sutton