Triangle Universités Laboratoire nucléaire – Wikipedia wiki

Le Laboratoire nucléaire des universités triangulaires , abrégé comme Tunl (prononcé comme “tunnel”), est un consortium de recherche tripartite exploité par l’Université Duke, l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill, la North Carolina State University et la North Carolina Central University. Le laboratoire est situé sur le campus ouest de l’Université Duke à Durham, en Caroline du Nord. Les chercheurs sont désormais tirés de plusieurs autres universités aux États-Unis en plus des membres des universités fondatrices. ^[d’abord] Tunl participe également à des collaborations à long terme avec des universités et des laboratoires du monde entier. ^[2] Le financement de Tunl provient principalement du Département des États-Unis de l’Office de la physique nucléaire. ^[3]

Tunl exploite trois installations de laboratoire, qui résident toutes sur le campus de l’Université Duke. Deux des installations, le Tandem Accelerator Laboratory et le Laboratory for Experimental Nuclear Astrophysics, sont des accélérateurs de faisceaux à faible énergie. ^[4] La troisième installation est la source de rayons gamma à haute intensité (HIGS), qui produit les faisceaux de rayons gamma polarisés à l’intensité la plus élevée au monde. ^[5] Tunl est également impliquée dans des projets de recherche hors site, notamment l’expérience de la démonstration de Majorana, une expérience de décroissance bêta en cours en cours à l’installation de recherche Underground de Sanford à Lead, dans le Dakota du Sud. ^[2]

Histoire [ modifier ]]

La recherche à Tunl est axée sur la physique nucléaire, y compris des études sur les symétries fondamentales, les neutrinos, l’astrophysique nucléaire et la structure du hadron. ^[3] Tunl mène également la recherche appliquée, enquêtant sur les applications de la physique nucléaire à des sujets tels que la sécurité nationale, la santé publique et la physiologie des plantes. ^[2] Le Triangle Universities Nuclear Laboratory a été créé en 1965, avec une subvention de 2,5 millions de dollars de la United States Atomic Energy Commission fournissant le financement d’un nouvel accélérateur tandem van de Graaff de 15 MEV ainsi qu’un cyclotron de 15 MEV. ^[6] Après trois ans de construction et de tests, la nouvelle installation d’accélérateur est devenue opérationnelle en décembre 1968. ^[7] Henry Newson, professeur de physique nucléaire à l’Université Duke, était responsable de la proposition, était le promoteur original de la combinaison des efforts des trois universités et a été le premier directeur du nouveau laboratoire. ^[8] Le générateur en tandem et le cyclotron à Tunl ont été combinés dans ce qui a été nommé un accélérateur Cyclo-Graaff. Les ions seraient d’abord accélérés dans le cyclotron. Ensuite, une fois l’énergie initiale suffisamment élevée, le faisceau du cyclotron serait injecté dans le générateur en tandem où il serait accéléré. L’utilisation des accélérateurs ensemble a efficacement doublé l’énergie maximale que le laboratoire pourrait atteindre par rapport aux énergies de chaque accélérateur individuel. ^[6] Cette combinaison, le Cyclo-Graaff, serait utilisée par Henry Newson pour étudier la structure nucléaire jusqu’à sa mort en 1978. ^[6]

Installations [ modifier ]]

Laboratoire de tandem [ modifier ]]

Un tandem FN du générateur GRAAFF avec une tension de borne maximale ou 10 méga volts. ^[2] L’installation peut produire des faisceaux d’ions légers composés de protons, deuterons, ³ Il noyaux, et ⁴ Il noyaux. ^[4] Les faisceaux de proton et de neutrons produits au laboratoire en tandem sont disponibles soit polarisés ou non polarisés en fonction des exigences de l’expérience. ^[9] Grâce à des collisions de faisceaux secondaires, le laboratoire peut également produire des faisceaux de neutrons polarisés, permettant au laboratoire d’étudier les interactions de neutrons. ^[9] Le laboratoire tandem est principalement destiné à étudier la force forte à faible énergie. ^[2] La recherche sur le tandem comprend une dynamique à quelques nucléons, des réactions de transfert de 2 nucléons et une multiplication des neutrons. ^[9]

Source gamma à haute intensité [ modifier ]]

La source de rayons gamma à haute intensité (HIGS) produit des rayons gamma au moyen de la rétrodiffusion Compton. ^[9] Cela se produit lorsque les photons à partir d’un laser d’électrons libres entrent en collision avec des électrons accélérés, produisant un faisceau de photons à haute énergie avec une énergie très précise et un degré élevé de polarisation. ^[4] Les faisceaux de rayons gamma peuvent être produits avec des énergies allant de 1 à 100 MEV avec une intensité maximale de 1000

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/ s / eV, faisant des HIG la source gamma-rayons motivée par les accélérateurs à l’intensité le plus élevé au monde. ^{[2] [9]} La recherche sur les HIGS peut être étendue en étendue en deux groupes: la structure nucléaire et l’astrophysique nucléaire, avec des réactions telles que (

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,

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‘), (

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, n), et (

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,

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), ainsi que le QCD à basse énergie, avec des études sur la diffusion Compton et la production de photo-pions. ^[3]

Laboratoire d’astrophysique nucléaire expérimentale [ modifier ]]

Les deux accélérateurs hébergés à Lena se combinent pour couvrir toute la gamme de valeurs énergétiques jusqu’à 1 MEV et produisent des faisceaux à la fois stables et intenses. ^[dix] Le laboratoire se concentre sur les faisceaux d’ions légers avec un courant élevé qui sont optimisés pour les applications à l’astrophysique nucléaire. ^[2] Les sujets de recherche à Lena incluent les réactions nucléaires qui stimulent les processus astrophysiques tels que l’évolution stellaire, les novae et les radiographies. ^[3]

Éducation [ modifier ]]

L’éducation en physique nucléaire est fournie au niveau des diplômés et du premier cycle aux étudiants du laboratoire nucléaire des universités de Triangle. Tunl attire une quarantaine d’étudiants diplômés des trois universités fondatrices. Les diplômés trouvent un emploi dans divers contextes, y compris les postes de professeurs, les postes de l’industrie et les postes dans les installations de recherche gouvernementales et les laboratoires nationaux. ^[11] Les diplômés George A. Keyworth II et John H. Gibbons ont été des conseillers en sciences présidentielles aux présidents Ronald Reagan et Bill Clinton respectivement. ^[7]

L’une des composants de l’enseignement de premier cycle fourni par Tunl est le Tunl / Duke Research Experiences for Studergraduates, un programme de dix semaines financé par la National Science Foundation offerte pendant l’été avec des emplacements sur le campus de Tunl ainsi qu’un nombre limité de postes au CERN. ^{[2] [douzième]} Les étudiants de premier cycle des trois universités fondateurs ainsi que d’autres universités associées mettent des recherches avec les professeurs tout au long de l’année. ^[13]

Les références [ modifier ]]