本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
费米实验室已死。费米实验室万岁！
位于伊利诺伊州巴达维亚的费米国家加速器实验室的Tevatron，曾是美国顶级的粒子对撞机，多年来也是世界上最强大的同类机器，于去年九月关闭。该对撞机在物理学上的突破，包括1995年顶夸克的发现，非常杰出，以至于人们很容易将Tevatron及其主办机构视为一体。
但是，即使质子和反质子不再在Tevatron六公里长的环形轨道中运行，费米实验室的生活仍在继续。《物理世界》编辑玛格丽特·哈里斯报道了最近的一次实验室访问（需要注册）
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们今天世界的发现和思想的具有影响力的故事的未来。
然而，Tevatron的结束并不意味着费米实验室的结束。“我们这里有10台加速器，”费米实验室物理学家史蒂夫·霍姆斯带着一丝不悦的语气说。“我们只是关掉了一台，好吗？” 就像我交谈过的几位科学家一样，霍姆斯热衷于指出，碰撞高能粒子束并不是利用加速器发现新物理学的唯一途径。
哈里斯指出，美国已将“能量前沿”让给了欧洲：位于日内瓦郊外欧洲核子研究中心的大型强子对撞机旨在将粒子束加速到Tevatron可实现能量的七倍。哈里斯写道，费米实验室正在进行的新项目和持续项目，重点是那些不需要巨型、世界领先的对撞机也能解决的物理学问题。这些项目更多地依赖强度而不是能量——产生大量的粒子束，以寻找罕见的衰变或相互作用。
例如，以中微子物理学为例。中微子是难以捉摸的亚原子粒子，只能通过强烈的粒子束进行认真的研究。它们与普通物质的相互作用非常罕见，以至于对于一个大型的、专门设计的探测器记录的每1500个左右的中微子，还有数十亿个会直接穿过。因此，您需要产生大量的中微子。中微子本身就很神秘，去年秋天，一个名为OPERA（乳胶径迹装置振荡项目）的欧洲实验发现，中微子脉冲从欧洲核子研究中心到意大利的一个地下实验室的旅程似乎比光速稍快，这违反了现代物理学的中心原则之一。
费米实验室有自己尖端的中微子实验，应该能够证实或（正如大多数人怀疑的那样）反驳OPERA的说法——并探索这些粒子的其他谜题。MINOS（主注入器中微子振荡搜索）将中微子束射向两个探测器，一个在费米实验室，另一个在明尼苏达州的一个矿井中，距离约735公里。除了记录中微子以确定其速度外，MINOS还在研究一种称为中微子振荡的奇怪现象。有时，其中一个粒子在中西部的旅程中会在“味”之间振荡，因此μ子中微子会变成τ子中微子。一个名为NOvA的计划项目将接替MINOS，将中微子实验的基线扩展到约800公里，并在明尼苏达州端增加一个更大的探测器。
然后是拟议的长基线中微子实验，或LBNE，它将把中微子从费米实验室发送到南达科他州的一个地下探测器，进行长达1300公里的州际旅程。哈里斯报道称，LBNE将能够比较中微子的味振荡与其反粒子的味振荡。关于中微子的一个主要问题是它们是否是自己的反粒子。一项拟议的数十亿美元的实验室升级项目，名为X项目，将增加新的质子加速器，以增加为LBNE和其他费米实验室项目提供能量的粒子束的强度。
随着对Tevatron的记忆逐渐消退，所有目光都集中在大型强子对撞机的高能探索上，它很有希望在今年最终发现长期寻找的希格斯粒子。但是，无论多么强大的实验室，都无法完成所有工作。较旧的粒子实验室仍然是充满活力的发现中心——例如布鲁克海文国家实验室和SLAC国家加速器实验室，也曾主要以其粒子对撞机而闻名，但此后发展了多样化的研究活动。如果费米实验室能够说服国会资助者，强度前沿值得探索，那么这个新方向可能会给美国物理学家带来一些惊喜。
“对于美国来说，这是一个在物理学这一非常重要的领域建立领导地位的机会，这将持续数十年，”费米实验室的霍姆斯告诉《物理世界》。“如果我们做得对，我们将击败所有竞争对手。”