Координати: 37°05′41″ С. Ш. 76°28′54″ З. Д. / 37.09472° С. Ш. 76.48167° З. Д. / 37.09472; -76.48167

Националната ускорителна инсталация "Томас Джеферсън" (TJNAF, често наричана Jefferson Lab или JLab) е национална лаборатория на САЩ в Нюпорт Нюз, Вирджиния. Намира се в близост до изход 256 на междущатска магистрала 64. От 1 юни 2006 г. тя се управлява от Jefferson Science Associates, LLC, съвместно предприятие между Southeastern Universities Research Association, Inc. и CSC Applied Technologies, LLC. До 1996 г. обектът е известен като Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF); това име все още често се използва за главния ускорител.

Основана през 1984 г., в JLab работят около 675 души, а над 2000 учени от цял свят са провеждали изследвания в лабораторията. Мисията на институцията е да предоставя авангардни научни съоръжения, възможности и лидерство, които подпомагат откриването на фундаменталната структура на ядрената материя; да партнира с промишлеността за прилагане на напреднали технологии; и да служи на нацията и общностите чрез образование и обществено ангажиране.

Ускорител и експериментални зали

CEBAF е рециркулиращ линеен ускорител, базиран на технологията на свръхпроводящи радиочестотни (SRF) кавитети, който доставя непрекъснато (continuous-wave) електронно снопче с висока степен на поляризация и стабилни параметри. Архитектурата на ускорителя позволява многократни преминавания през линейните секции, което дава висока енергия при сравнително компактни размери и много добро качество на лъча.

Преди реконструкцията максималната енергия на CEBAF беше около 6 GeV; в рамките на програма за 12 GeV ъпгрейд към ускорителя бяха добавени по-мощни магнитни системи, нови SRF криомодули и модернизирани електронни и вакуумни системи. Реконструкцията включваше и изграждането на нова експериментална зала (Hall D). Процесът на модернизация бе реализиран през 2010-те години — монтажните и изпитвателни дейности протекоха през 2011–2016 г., а пълните научни операции при енергии до 12 GeV започнаха в средата на десетилетието на 2010-те (комисииране на новите секции и Hall D се осъществи преди 2017 г.).

Основните експериментални зали са:

  • Hall A — оборудван с високорезолюционни спектрометри за прецизни измервания на електронно-ядрени взаимодействия и редки процеси;
  • Hall B — дом на голямоприемния CLAS/CLAS12 детектор, предназначен за изучаване на многочастични финални състояния и изследване на триизмерната структура на нуклоните (GPD, TMD и др.);
  • Hall C — с многофункционални високомоментни спектрометри за точни крос-секционни измервания и структурни изследвания;
  • Hall D — създадена за програмата GlueX, фокусирана върху мезонната спектроскопия и търсенето на екзотични състояния, образувани при фотопроизведението.

Научни програми

Дейностите в JLab са съсредоточени върху ядрената и адронната физика: изучаване на структурата на протона и неутрона в термини на кварки и глуони, спектроскопия на хадрони, динамиката на силното взаимодействие (QCD) при умерени и високи енергии, а също и прецизни измервания чрез параитинични реакции. Сред важните направления са:

  • измерване на разпределения на кварките и триизмерни образи на нуклоните (GPD и TMD);\li>
  • спектроскопия на мезони и бариони, включително търсене на екзотични състояния (GlueX);
  • прецизни изпитания на стандартния модел чрез параитинични електронни разсейвания (напр. експерименти за слаб заряд на протона);
  • ядрена структура и few-body физика — интерпретация на ядрените сили в рамките на QCD.

Технологии, трансфер и образование

Технологиите, развивани в JLab — като SRF криомодули, системи за високовакуумно поддържане, детектори и електроника за данни — намират приложение и извън фундаменталната наука, включително в медицински ускорители и индустриални процеси. Лабораторията организира програми за обучение и обществено осведомяване: летни училища за студенти, програми за учители и посещения за обществеността, с цел популяризиране на природните науки и инженерството.

История и организация

Името на институцията отдава почит на третия президент на САЩ, Томас Джеферсън, в знак на уважение към приноса му за науката и образованието. От 2006 г. управлението е поверено на Jefferson Science Associates; финансовата и оперативна подкрепа идва предимно от Департамента по енергетика на САЩ (DOE). През годините лабораторията е приютявала голям международен научен контингент и е в центъра на множество сътрудничества между университети и национални лаборатории.

JLab продължава да бъде водещ център за експериментална ядрената физика, като комбинира високоинтензивни, поляризирани лъчи и модерни детекторни системи за решаване на фундаментални въпроси за структурата на материята.