Koordinaatit: 37°05′41″N 76°28′54″W / 37.09472°N 76.48167°W / 37.09472; -76.48167

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (TJNAF), yleisesti Jefferson Lab tai JLab, on Yhdysvaltain kansallinen laboratorio Newport Newsissa, Virginiassa. Se sijaitsee lähellä Interstate 64:n liittymää 256. Kesäkuun 1. päivästä 2006 lähtien sitä on ylläpitänyt Jefferson Science Associates, LLC, joka on Southeastern Universities Research Association, Inc:n ja CSC Applied Technologies, LLC:n yhteisyritys. Vuoteen 1996 asti se tunnettiin nimellä Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). Tätä nimeä käytetään edelleen paljon pääkiihdyttimestä.

Vuonna 1984 perustettu JLab työllistää yli 675 henkilöä. Yli 2 000 tutkijaa ympäri maailmaa on tehnyt tutkimusta laitoksessa. Sen tehtävänä on "tarjota huipputason tieteellisiä tiloja, mahdollisuuksia ja johtajuutta, jotka ovat välttämättömiä ydinmateriaalin perusrakenteen löytämiseksi, toimia yhteistyökumppanina teollisuuden kanssa kehittyneen teknologian soveltamiseksi ja palvella kansakuntaa ja sen yhteisöjä koulutuksen ja yleisölle suunnatun tiedotuksen avulla".

Laitosta ollaan rakentamassa uudelleen, jotta sen energia nousisi 6 GeV:stä 12 GeV:iin. Tätä varten kiihdyttimeen lisätään tehokkaampia magneetteja ja virtalähteitä. Lisäksi lisätään uusi koehalli. CEBAF suljetaan toukokuusta joulukuuhun 2011 asennustöiden ajaksi, ja rakennustyöt valmistuvat vuoteen 2013 mennessä. Täysi toiminta alkaa vuonna 2015.

Kuvaus ja tehtävä

Jefferson Lab on Yhdysvaltain energia- ja tiedeministeriön (U.S. Department of Energy, Office of Science) rahoittama kansallinen käyttäjälaboratorio, joka on erikoistunut elektroni- ja ydinfysiikan kokeelliseen tutkimukseen. Laboratorion peruspalveluihin kuuluu maailmanluokan kiihdytinlaitteisto, kehittyneet koe- ja mittalaitteet sekä kansainvälinen käyttäjäyhteisö, joka tulee laboratoriolle suorittamaan kokeita ja analysoimaan tuloksia. JLab pyrkii sekä perusfysiikan edistämiseen että teknologisiin sovelluksiin ja koulutustoimintaan.

CEBAF‑kiihdytin

Keskeinen laite JLabissa on CEBAF (Continuous Electron Beam Accelerator Facility) – jatkuvatoiminen, useita kiertoja käyttävä lineaarikiihdytin (recirculating linac), joka tuottaa korkean laadun (pieni energia‑että hajonta), jatkuvan aallon (continuous wave) elektronisuihkun. CEBAF käyttää suprajohtavia radio‑taajuus (SRF) -kaviteetteja ja kryojärjestelmiä, ja se toimittaa elektroneja useisiin koehalleihin samanaikaisesti. Kiihdyttimen ominaisuuksiin kuuluu myös korkea polarisaatio ja täsmällinen energiankontrolli, jotka ovat tärkeitä nykyfysiikan kokeissa.

12 GeV -laajennus ja uudet tilat

Laboratorioon toteutettiin merkittävä 12 GeV -laajennus, jossa CEBAF:n energia nostettiin aikaisemmasta noin 6 GeV:stä noin 12 GeV:iin. Laajennus sisälsi uusia ja päivitettyjä kryomoduuleja, tehovirtalähteitä, magneteja sekä uuden koealueen, Hall D:n, joka mahdollistaa uusien hadronispektroskopian kokeiden, kuten GlueX‑projektin, suorittamisen. Laajennuksen myötä JLab sai lisää tutkimuskapasiteettia ja mahdollisuuden tutkia vakavasti kvarkkien ja gluonien dynamiikkaa sekä hadronien sisäistä rakennetta.

Tutkimusalueet

  • Hadronifysiikka ja nukleonien sisäinen rakenne — mm. muoto‑ ja jakautumafunktiot (form factors), osuusfunktiot ja kolmiulotteiset jakautumat (GPD:t, TMD:t)
  • Kvarkeihin ja gluoneihin liittyvän vahvan vuorovaikutuksen tutkimus (QCD) ja hadronispektroskopia
  • Parity‑violation -kokeet ja tarkat testit Standardimallin ennusteille
  • Ydinmateriaalin rakenne ja modifikaatiot nukleonissa sekä ydinmateriaalien mikrorakenne
  • Teknologinen kehitys, kuten SRF‑teknologiat, diagnostiikka ja nopea elektroniikka

Käyttäjäyhteisö ja yhteistyö

JLab on käyttäjälaboratorio: sen laitteita käyttää laaja kansainvälinen tutkijayhteisö yliopistoista, tutkimuslaitoksista ja teollisuudesta. Laboratorio tekee yhteistyötä sekä akateemisten instituutioiden että teollisuuden kanssa teknologian soveltamisessa ja kehittämisessä. Jefferson Science Associates toimii laitoksen hallinnoijana DOE:n sopimuksen mukaisesti.

Koulutus ja tiedeviestintä

Jefferson Labilla on laaja koulutus‑ ja yleisötoiminta: se järjestää kouluvierailuja, työpajoja, kesäohjelmia opiskelijoille ja opettajille sekä avoimia yleisökierroksia ja esitelmiä. Laboratorio pyrkii edistämään luonnontieteiden ja tekniikan opiskelua sekä tarjoamaan käytännön tutkimuskokemusta nuorille tutkijoille ja opiskelijoille.

Lisätietoja ja keskeisiä seikkoja

  • Sijainti: Newport News, Virginia, lähellä Interstate 64, liittymä 256.
  • Perustettu: 1984.
  • Organisaatio: Yhdysvaltain DOE, hallinnasta vastaa Jefferson Science Associates, LLC.
  • Keskeinen laite: CEBAF‑kiihdytin, jatkuvatoiminen suprajohtava recirculating linac.

CEBAF‑nimiä ja termistöä käytetään edelleen paljon kiihdyttimestä ja sen kokeellisista tiloista. Jefferson Lab jatkaa tutkimusta hiukkasfysiikan, ydinfysiikan ja niiden teknologisten sovellusten alueilla sekä palvelee laajaa kansainvälistä käyttäjäyhteisöä.