Výzkumná infrastruktura pro experimenty ve Fermilab

FERMILAB-CZfnal-logo-nal-bluewebové stránky

Hostitelská instituce: Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.

Partnerské instituce:

  • České vysoké učení technické v Praze
  • Univerzita Karlova
  • Ústav informatiky AV ČR, v. v. i.

Výzkumná infrastruktura Fermilab-CZ podporuje a koordinuje spolupráci výzkumných organizací ČR ve Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory), excelentní americké laboratoři pro fyziku částic, řízené Fermiho výzkumnou aliancí (Fermi Research Alliance, LLC) a financované na základě kontraktu s Ministerstvem energetiky Spojených států amerických. Ve Fermilab spolupracuje více než 4 200 výzkumných pracovníků z celého světa. Fermilab-CZ koordinuje český příspěvek do návrhu a stavby detektorů, provozu a údržby experimentů a jejich vylepšení. Čeští výzkumní pracovníci jsou rovněž členy řídících orgánů experimentů ve Fermilab. Kompetence českého národního uzlu pokrývá různé oblasti návrhu detektorů (např. křemíkových fotodetektorů), monitorování detektorových infrastruktur, provoz a sběr dat a jejich zpracování s využitím moderních statistických metod a metod umělé inteligence. Toto reflektuje Fermilab-CZ v poskytovaných službách, které zahrnují návrhy a konstrukce detektorů, jejich provoz, monitoring a údržbu a dodávky výpočetních kapacit z ČR pro zpracování dat a podporu inovačních metod pro analýzu dat ve Fermilab. Elektromechanické dílny Fermilab-CZ v ČR provádějí dlouhodobé testy detektorů a přispívají k jejich vylepšování. V posledních 25 letech provozoval Fermilab antiproton-protonový urychlovač TEVATRON při vůbec nejvyšších laboratorně dosažených energiích a dosáhl řady unikátních výsledků ve výzkumu fundamentálních vlastností hmoty. Provoz urychlovače TEVATRON byl ukončen roku 2011. Fermilab se nyní soustředí na tzv. „Intensity Frontier“ pro neutrinové experimenty. Čeští výzkumní pracovníci spolupracují na klíčovém běžícím neutrinovém experimentu NOvA a na přípravě a výstavbě nového mezinárodního neutrinového experimentu DUNE.

Budoucí rozvoj

Neutrinový experiment NOvA bude provozován alespoň po dobu dalších 6 let. Fermilab dále připravuje experimentální základnu pro mezinárodní neutrinový experiment na DUNE, který má rozhodnout, zda neutrina a antineutrina interagují s hmotou stejně. Podstatou experimentu bude vyslání svazku neutrin do vzdáleného velkého neutrinového detektoru umístěného v dole v Jižní Dakotě. Takto rozsáhlý experiment vyžaduje širokou mezinárodní spolupráci, včetně testovací platformy pro neutrina umístěné v CERN.

Socioekonomické přínosy

Využití urychlovačů ve Fermilab podstatně přispělo k rozvoji léčby rakoviny a zobrazovacích technologií, jimiž jsou PET (Pozitronová emisní tomografie) a MRI (Magnetická rezonance). Urychlovače částic dokáží zmenšovat nádory, zlepšovat vlastnosti pneumatik, identifikovat podezřelý náklad, vyčistit znečištěnou vodu na pitnou, napomáhají navrhnout léky nebo nalézt základní stavební kameny hmoty. Fermilab-CZ umožňuje výzkumným pracovníkům, technikům a studentům z ČR přístup k těmto technologiím a přispívá k jejich dalšímu rozvoji.