费米国家加速器实验室

费米国家加速器实验室，也叫费米实验室，美国公民粒子加速器实验室和中心粒子物理研究中心位于巴达维亚，伊利诺斯州约43公里(27英里)以西芝加哥．该设施是为美国能源部由大学研究协会，a财团美国85所研究型大学美国4所大学分别代表加拿大、意大利和日本。费米实验室成立于20世纪60年代中期，是为了响应1963年美国科学院的建议原子能委员会建立一个国家粒子加速器进行世界级的核研究物理．巴达维亚基地占地2800公顷(6800英亩)，于1966年选定，1968年正式投入使用。费米实验室吸引了来自美国几乎每一个州和全球45个国家的科学家来合作研究物质的基本性质亚原子粒子．

费米实验室的第一个粒子加速器是一个质子同步加速器这是一个环周长6.3公里(3.9英里)的循环加速器。它在1972年开始运作，并且可以加速质子到400千兆电子伏特(GeV;4000亿年电子伏特)．20世纪80年代，第二种更强大的粒子加速器诞生了泰威顿在相同的隧道中建造，但在原始同步加速器环的下方。

Tevatron是一种超导同步加速器，它利用超导磁体产生的更高磁场强度，将质子加速到显著更高的能级。原来的主环成为Tevatron预加速器注入系统的一部分，将粒子加速到150 GeV，然后将它们转移到新的超导环，加速到900 GeV。1987年，Tevatron开始运作反质子对撞机质子——900-GeV的质子撞击900-GeV反质子提供总数碰撞能量为1.8太电子伏特(TeV;1.8万亿电子伏)。1999年，原来的主环被一个名为主注入器(main Injector)的新的预加速器所取代，它向Tevatron输送了更强的光束，从而将粒子碰撞的次数增加了10倍。在2009年之前，Tevatron一直是世界上能量最高的粒子加速器，后来被大型强子对撞机欧洲核研究组织(欧洲核子研究中心)．Tevatron于2011年9月30日关闭。

1977年，由美国物理学家领导的费米实验室团队利昂·莱德曼他研究了原始主环中400-GeV质子-原子核碰撞的结果，发现了暗物质存在的第一个证据upsilon介子，这就揭示了底夸克．底夸克，第五个被探测到的夸克，是第三对也是最重的夸克中的一员。这对的伴生粒子是顶夸克，它是第六个，也是质量最大的夸克;1995年，它也在费米实验室被发现。科学家们推断出根据顶夸克的衰变特征，证明了在Tevatron中产生的顶夸克的存在，它是1.8-TeV质子与反质子碰撞的结果。2010年，科学家们利用Tevatron探测到一种轻微的偏好b介子(包含一个底夸克的粒子)衰变成μ介子而不是反子。这种对电荷对称性的违反可以解释为什么物质比反物质在宇宙中。

费米实验室由数千公顷未开发的土地组成，为研究和恢复原生物种提供了绝佳的机会草原生态系统。自1975年以来，费米实验室一直在进行一项范围广泛的草原恢复项目——恢复该地区的原生草原草，维持一群野牛在地面上，并建立一个水禽栖息地。1989年，费米实验室被认定为国家环境研究园区，一个受保护的生态研究室外实验室。