مختبر فيرمي الوطني للمسرعات

قبل بدء تشغيل مصادم الهادرونات الكبير (LHC) بالقرب من جنيف، سويسرا، عام 2008، كان تيفاترون أقوى مسرع جسيمات في العالم، حيث كان يُسرّع البروتونات والبروتونات المضادة إلى طاقات تصل إلى 980 جيجا إلكترون فولت ، ويُنتج تصادمات بين البروتونات والبروتونات المضادة بطاقات تصل إلى 1.96 تيرا إلكترون فولت ، وهو أول مسرع يصل إلى طاقة "تيرا إلكترون فولت". ^{[ 31 ]} وبقطر 6.3 كيلومترات ، كان رابع أكبر مسرع جسيمات في العالم من حيث المحيط. ومن أهم إنجازاته اكتشاف الكوارك العلوي عام 1995، والذي أعلنته فرق بحثية باستخدام كاشفي CDF و DØ في تيفاترون . ^{[ 32 ]} وقد أُغلق عام 2011.   

منذ عام 2013، تتم المرحلة الأولى من عملية التسريع (حاقن ما قبل التسريع) في سلسلة مسرعات فيرميلاب ^{[ 33 ]} في مصدرين للأيونات يؤينان غاز الهيدروجين . يُضخ الغاز إلى حاوية مبطنة بأقطاب كهربائية من الموليبدينوم، كل منها عبارة عن مهبط بيضاوي الشكل بحجم علبة الثقاب ومصعد محيط به، يفصل بينهما 1  مم، ويُثبت في مكانه بواسطة عوازل من السيراميك الزجاجي. يُولد مغنطرون تجويفي بلازما لتشكيل الأيونات بالقرب من سطح المعدن. تُسرّع الأيونات بواسطة المصدر إلى 35 كيلو إلكترون فولت ، ثم تُنقل بواسطة نقل حزمة منخفضة الطاقة (LEBT) إلى رباعي الأقطاب بترددات الراديو (RFQ) الذي يُطبق مجالًا كهرساكنًا بقوة 750 كيلو إلكترون فولت، مما يُعطي الأيونات تسارعها الثاني. عند مخرج رباعي الأقطاب بترددات الراديو، تُنقل الحزمة بواسطة نقل حزمة متوسطة الطاقة (MEBT) إلى مدخل المسرع الخطي (linac). ^{[ 34 ]}  

المرحلة التالية من التسريع هي مُسرِّع الجسيمات الخطي (linac). تتكون هذه المرحلة من جزأين. يحتوي الجزء الأول على خمسة تجاويف أنبوبية انجرافية، تعمل بتردد 201  ميجاهرتز. أما الجزء الثاني فيحتوي على سبعة  تجاويف جانبية، تعمل بتردد 805  ميجاهرتز. في نهاية المُسرِّع الخطي، تُسرَّع الجسيمات إلى 400 ميجا إلكترون فولت ، أي ما يُعادل 70% تقريبًا من سرعة الضوء . ^{[ 35 ] [ 36 ]} قبل دخول المُسرِّع التالي مباشرةً، تمر أيونات الهيدروجين السالبة (H− ⁾ عبر رقاقة كربونية، لتتحول إلى أيونات الهيدروجين الموجبة (H ⁺ ) ( بروتونات ). ^{[ 37 ]} 

تدخل البروتونات الناتجة بعد ذلك إلى حلقة التعزيز، وهي مُسرِّع دائري محيطه 468 مترًا (1535 قدمًا)، حيث تعمل مغناطيساته على ثني حزم البروتونات في مسار دائري. تدور البروتونات حول حلقة التعزيز حوالي 20000 مرة في 33 مللي ثانية، مكتسبةً طاقةً مع كل دورة حتى تغادر الحلقة مُسرَّعةً إلى 8 جيجا إلكترون فولت . ^{[ 37 ]} في عام 2021، أعلن المختبر أن أحدث مغناطيس فائق التوصيل من نوع YBCO لديه قادر على زيادة شدة المجال المغناطيسي بمعدل 290 تسلا في الثانية، ليصل إلى ذروة شدة المجال المغناطيسي حوالي 0.5 تسلا. ^{[ 38 ]}     

يُطبَّق التسريع النهائي بواسطة الحاقن الرئيسي [محيطه 3319.4 مترًا (10890 قدمًا) ]، وهو الحلقة الأصغر من الحلقتين الظاهرتين في الصورة الأخيرة أدناه (في المقدمة). وقد اكتمل بناؤه عام 1999، وأصبح بمثابة "محطة تحويل الجسيمات" في مختبر فيرميلاب ^{[ 39 ]} ، حيث يُمكنه توجيه البروتونات إلى أيٍّ من التجارب المُثبَّتة على طول خطوط الحزمة بعد تسريعها إلى 120 جيجا إلكترون فولت. وحتى عام 2011، كان الحاقن الرئيسي يُزوِّد حلقة البروتونات المضادة [محيطها 6283.2 مترًا (20614 قدمًا) ] ومسرع تيفاترون بالبروتونات لمزيد من التسريع، ولكنه يُوفِّر الآن الدفعة الأخيرة قبل وصول الجسيمات إلى تجارب خط الحزمة.     

• 
  مصدران للأيونات في المركز مع خزانتين إلكترونيتين عاليتي الجهد بجانبهما ^{[ 40 ]}
• 
  اتجاه الشعاع من اليمين إلى اليسار: RFQ (فضي)، MEBT (أخضر)، أنبوب الانجراف الأول linac (أزرق) ^{[ 40 ]}
• 
  مضخم طاقة 7835 يستخدم في المرحلة الأولى من المعجل الخطي ^{[ 35 ]}
• 
  كليسترون بقدرة 12  ميجاوات يستخدم في المرحلة الثانية من ليناك ^{[ 35 ]}
• 
  عرض مقطعي لتجاويف  الاقتران الجانبي بتردد 805 ميجاهرتز ^{[ 41 ]}
• 
  حلقة معززة ^{[ 42 ]}
• 
  حلقات مسرع فيرميلاب. يقع المحقن الرئيسي في المقدمة، بينما تقع حلقة البروتونات المضادة ومسرع تيفاترون (غير نشط منذ عام 2011) في الخلفية.
• 
  مغناطيس حلقة التخزين E989 في مختبر فيرمي

إدراكًا منها لتزايد الطلب على حزم البروتونات لدعم التجارب الجديدة، بدأت مختبرات فيرميلاب بتحسين مسرعاتها في عام 2011. ومن المتوقع أن يستمر المشروع لسنوات عديدة، ^{[ 43 ] ويتألف من مرحلتين: خطة تحسين البروتونات (PIP) وخطة تحسين البروتونات الثانية (PIP-II). [ 44 ]}

برنامج تحسين الأداء (2011-2018)

تتمثل الأهداف العامة لمشروع PIP في زيادة معدل تكرار شعاع المعزز من 7  هرتز إلى 15  هرتز، واستبدال الأجهزة القديمة لزيادة موثوقية التشغيل. ^{[ 44 ]} قبل بدء مشروع PIP، كان يجري استبدال حاقن المعجل المسبق. بدأ استبدال مولدات كوكروفت-والتون،  التي يبلغ عمرها قرابة 40 عامًا، بمولدات RFQ في عام 2009 واكتمل في عام 2012. في مرحلة المعجل الخطي، تم استبدال وحدات مراقبة موضع الشعاع التناظرية (BPM) بلوحات رقمية في عام 2013. من المتوقع الانتهاء من استبدال مضخات تفريغ المعجل الخطي والأجهزة ذات الصلة في عام 2015. لا تزال دراسة استبدال أنابيب الانجراف بتردد 201 ميجاهرتز جارية. في مرحلة التعزيز، يتمثل أحد المكونات الرئيسية لمشروع PIP في ترقية حلقة المعزز إلى تشغيل بتردد 15 هرتز. يحتوي المعزز على 19 محطة ترددات لاسلكية. في الأصل، كانت محطات التعزيز تعمل بدون نظام محرك الحالة الصلبة ، وهو ما كان مقبولاً عند تردد 7 هرتز، لكنه لم يكن مناسباً عند تردد 15 هرتز. وقد تم تحويل إحدى المحطات إلى نظام محرك الحالة الصلبة في مشروع تجريبي عام 2004 قبل بدء مشروع تحسين الأداء. وكجزء من هذا المشروع، تم تحويل المحطات المتبقية إلى نظام محرك الحالة الصلبة عام 2013. ومن أهم جوانب مشروع تحسين الأداء تجديد واستبدال تجاويف التعزيز التي يبلغ عمرها 40 عاماً. وقد تم تجديد العديد من التجاويف واختبارها للعمل بتردد 15 هرتز. ومن المتوقع الانتهاء من تجديد التجاويف عام 2015، وبعدها يمكن زيادة معدل التكرار تدريجياً إلى 15 هرتز. أما التحديث طويل الأمد فيتمثل في استبدال تجاويف التعزيز بتصميم جديد. ويجري حالياً البحث والتطوير للتجاويف الجديدة، ومن المتوقع استبدالها عام 2018. ^{[ 43 ]}        

PIP-II

تشمل أهداف مشروع PIP-II خطة لتوفير 1.2  ميغاواط من طاقة حزمة البروتونات من المُحقن الرئيسي إلى هدف تجربة النيوترينو تحت الأرض العميق عند طاقة 120  غيغا إلكترون فولت، وطاقة تقارب 1  ميغاواط عند طاقة 60  غيغا إلكترون فولت، مع إمكانية رفع الطاقة إلى 2  ميغاواط في المستقبل. كما يجب أن تدعم الخطة  التجارب الحالية عند طاقة 8 غيغا إلكترون فولت، بما في ذلك تجارب Mu2e وMuon g−2، وغيرها من تجارب النيوترينو ذات الخطوط الأساسية القصيرة. تتطلب هذه التجارب تحديثًا للمُسرِّع الخطي لحقن النيوترينو في حلقة المُعزِّز بطاقة 800  ميغا إلكترون فولت. كان الخيار الأول الذي تم النظر فيه هو إضافة  مُسرِّع خطي فائق التوصيل بطاقة 400 ميغا إلكترون فولت في نهاية المُسرِّع الحالي بطاقة 400  ميغا إلكترون فولت. كان هذا سيتطلب نقل المُسرِّع الحالي إلى أعلى مسافة 50 مترًا (160 قدمًا) . ومع ذلك، واجه هذا النهج العديد من المشكلات التقنية. وبدلًا من ذلك، يقوم مختبر فيرميلاب ببناء مُسرِّع خطي فائق التوصيل جديد بطاقة 800 ميغا إلكترون فولت لحقن النيوترينو في حلقة المُعزِّز.  

بدأ تشييد المبنى الأول لمسرّع الجسيمات PIP-II في عام 2020. ^{[ 3 ]} سيقع موقع المسرّع الخطي الجديد فوق جزء صغير من مسرّع تيفاترون بالقرب من حلقة بوستر، وذلك للاستفادة من البنية التحتية الكهربائية والمائية والتبريدية الموجودة. سيحتوي مسرّع PIP-II الخطي على خط نقل حزمة منخفضة الطاقة (LEBT)، ومحول رباعي الأقطاب بترددات الراديو (RFQ)، وخط نقل حزمة متوسطة الطاقة (MEBT)، تعمل جميعها عند درجة حرارة الغرفة بتردد 162.5  ميجاهرتز، وتزداد الطاقة تدريجيًا بدءًا من 0.03  ميجا إلكترون فولت. سيعمل الجزء الأول من المسرّع الخطي بتردد 162.5  ميجاهرتز، وتزداد الطاقة تدريجيًا حتى 11  ميجا إلكترون فولت. وسيعمل الجزء الثاني بتردد 325  ميجاهرتز، وتزداد الطاقة تدريجيًا حتى 177  ميجا إلكترون فولت. أما الجزء الأخير، فسيعمل بتردد 650  ميجاهرتز، وستبلغ طاقته النهائية 800  ميجا إلكترون فولت. ^{[ 46 ]}

اعتبارًا من عام 2022، كان من المتوقع أن يبدأ تشغيل مسرّع الجسيمات PIP-II في عام 2028. ^{[ 47 ]} وقد تمت الموافقة على المشروع للبناء في أبريل 2022 بتكلفة متوقعة على وزارة الطاقة تبلغ 978 مليون دولار، بالإضافة إلى مساهمات بقيمة 330 مليون دولار من الشركاء الدوليين. ^{[ 48 ]}

تم رصد الجسيمات التالية مباشرة لأول مرة في مختبر فيرميلاب:

• الكوارك العلوي ^{[ 49 ]} الذي تم الإعلان عنه في عام 1995 من خلال تجربة DØ وتجربة CDF .
• الكوارك السفلي ، الذي تمت ملاحظته كزوج من الكوارك المضاد يسمى ميزون أبسيلون ^{[ 50 ]} والذي تم الإعلان عنه في عام 1977 من خلال التجربة 228.
• تم الإعلان عن نيوترينو تاو في يوليو 2000 من قبل تعاون DONUT . ^{[ 51 ]}
• الباريون السفلي أوميغا ( Ω ⁻ _b )، الذي تم الإعلان عنه من خلال تجربة DØ في مختبر فيرميلاب في عام 2008. ^{[ 52 ]}

في عام 1999، كان الفيزيائيون في تجربة KTeV أول من لاحظ انتهاكًا مباشرًا لتناظر الشحنة الزوجية في اضمحلالات الكاون . ^{[ 53 ]}

قدمت كل من تجربة DØ وتجربة CDF مساهمات مهمة في رصد بوزون هيغز ، الذي تم الإعلان عنه في عام 2012. ^{[ 54 ]}

قام مختبر فيرميلاب بتفكيك تجربة CDF ( كاشف المصادم في فيرميلاب ) ^{[ 55 ]} لإتاحة المساحة لمركز أبحاث المسرعات في إلينوي (IARC). ^{[ 56 ]}

يواصل علماء الفيزياء في مختبر فيرميلاب لعب دور محوري في برنامج المصادمات العالمي. يُعد مركز فيزياء مصادم الهادرونات الكبير (LPC) في فيرميلاب مركزًا إقليميًا لتعاونية الملف اللولبي المدمج للميونات (CMS) (التي تُجرى في مركز سيرن ). يوفر مركز LPC بيئةً حيويةً لعلماء CMS من الولايات المتحدة، ويلعب دورًا رئيسيًا في تشغيل كاشف CMS، وفي تصميم وتطوير تحديثات الكاشف. ^{[ 57 ]} يُعد مختبر فيرميلاب المختبر المضيف لـ USCMS، ^{[ 58 ]} الذي يضم باحثين من 50 جامعة أمريكية، من بينهم 715 طالبًا. يستضيف فيرميلاب أكبر مركز حوسبة من المستوى الأول لـ CMS، حيث يُعالج ما يقرب من 40% من طلبات الحوسبة العالمية من المستوى الأول لـ CMS. في 9 فبراير 2022، انتُخبت باتريشيا ماكبرايد (عالمة فيزياء) من فيرميلاب متحدثةً رسميةً باسم تعاونية CMS. ^{[ 59 ]}

خلال هذه الفترة الزمنية، أنشأ المختبر أيضًا برنامجًا جديدًا في البحث في علوم المعلومات المتطورة، بما في ذلك تطوير تقنية النقل الكمي ^{[ 60 ]} للإنترنت الكمي وزيادة عمر الرنانات فائقة التوصيل ^{[ 61 ]} لاستخدامها في أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

يركز البرنامج الميداني في العقد الحالي بشكل كبير على حدود الكثافة في فيزياء الجسيمات، وخاصة فيزياء النيوترينو والبحث عن الظواهر النادرة باستخدام الميونات. كما يستمر برنامج استكشاف بنية النيوكليون.

ميون g−2

Muon g−2 : (ينطق "جي ناقص اثنين") هو تجربة فيزياء الجسيمات لقياس شذوذ العزم المغناطيسي للميون بدقة 0.14 جزء في المليون ، والذي سيكون اختبارًا حساسًا للنموذج القياسي . 

يواصل مختبر فيرميلاب تجربة أجريت في مختبر بروكهافن الوطني لقياس عزم ثنائي القطب المغناطيسي الشاذ للميون .

يبلغ عزم ثنائي القطب المغناطيسي ( g ) للبتون المشحون ( إلكترون ، أو ميون، أو تاو ) حوالي 2. ويعتمد الفرق عن 2 (الجزء "الشاذ") على نوع الليبتون، ويمكن حسابه بدقة تامة استنادًا إلى النموذج القياسي الحالي لفيزياء الجسيمات . وتتوافق قياسات الإلكترون توافقًا ممتازًا مع هذه الحسابات. وقد أجرت تجربة بروكهافن هذا القياس للميونات، وهو قياس أكثر صعوبة من الناحية التقنية نظرًا لقصر عمرها، ورصدت تباينًا مثيرًا للاهتمام، ولكنه ليس حاسمًا، بمقدار 3σ  بين القيمة المقاسة والقيمة المحسوبة.

انتهت تجربة بروكهافن في عام 2001، ولكن  بعد 10 سنوات حصل مختبر فيرميلاب على المعدات، ^{[ 80 ]} ويعمل على إجراء قياس أكثر دقة ( σ أصغر ) والذي من شأنه إما القضاء على التناقض أو، نأمل، تأكيده كمثال قابل للملاحظة تجريبياً للفيزياء التي تتجاوز النموذج القياسي . 

يُعدّ المغناطيس فائق التوصيل، الذي  يبلغ قطره 50 قدمًا ويتميز بمجال مغناطيسي منتظم بشكل استثنائي ، عنصرًا أساسيًا في التجربة . وقد نُقل هذا المغناطيس، كوحدة واحدة، من مختبر بروكهافن في لونغ آيلاند ، نيويورك، إلى مختبر فيرميلاب في صيف عام 2013. واستغرقت عملية النقل 3200 ميل على مدى 35 يومًا، معظمها على متن بارجة على طول الساحل الشرقي وصولًا إلى نهر المسيسيبي .  

تم تجديد المغناطيس وتشغيله في سبتمبر  2015، ^{[ 81 ]} وقد تم التأكد من أنه يمتلك نفس1300 جزء في المليون  (0.13%) من تجانس المجال المغناطيسي الأساسي الذي كان عليه قبل النقل. ^{[ 82 ] : 4}

عمل المشروع على ضبط المغناطيس لتحسين تجانس مجاله المغناطيسي. ^{[ 82 ]} وقد تم ذلك في مختبر بروكهافن، ^{[ 83 ]} ولكن عملية النقل أثرت على النتائج، واضطروا إلى إعادة العمل في مختبر فيرميلاب.

في عام 2018، بدأ المختبر في جمع البيانات من خلال التجربة في مختبر فيرميلاب. ^{[ 84 ]} وفي عام 2021، أفاد المختبر بأن نتائج الدراسة الأولية التي شملت الجسيم قد تحدّت النموذج القياسي ، مع إمكانية اكتشاف قوى وجسيمات جديدة. ^{[ 85 ] [ 86 ]}

في أغسطس 2023، أعلن فريق مختبر فيرميلاب أنهم ربما يقتربون من إثبات وجود قوة طبيعية جديدة. فقد وجدوا المزيد من الأدلة على أن الجسيمات دون الذرية، التي تُسمى الميونات، لا تتصرف بالطريقة التي تنبأت بها النظرية الحالية لفيزياء الجسيمات دون الذرية. ^{[ 87 ]}

في عام ٢٠١٤، أوصت لجنة تحديد أولويات مشاريع فيزياء الجسيمات (P5) ^{[ ٨٨ ]} بثلاث مبادرات رئيسية للبناء في موقع فيرميلاب. اثنتان منها تجارب في فيزياء الجسيمات: تجربة النيوترينو تحت الأرض العميقة وتجربة Mu2e . أما الثالثة فكانت تحديث مسرّع الجسيمات PIPII المذكور آنفًا. كما أوصت اللجنة بمشاركة فيرميلاب في مصادم الهادرونات الكبير (LHC) في سيرن .

اعتبارًا من عام 2022، عانى مشروعان من مشاريع مختبر فيرميلاب الموصى بها من قبل مجموعة P5 من تأخيرات كبيرة:

• تم اقتراح تجربة النيوترينو تحت الأرض العميقة مع مرفق النيوترينو ذي الخط الأساسي الطويل إلى P5 كمشروع بقيمة مليار دولار؛ وكان تقدير التكلفة بدولارات عام 2021 أكثر من 3 مليارات دولار، مع بدء عمليات الكاشف البعيد في عام 2029 والتشغيل الكامل بحلول عام 2032. ^{[ 89 ]}
• كان من المقرر أن ينتج عن تجربة Mu2e نتائج أولية في عام 2020، ^{[ 90 ]} ولكن تم تأجيل ذلك الآن حتى عام 2026. ^{[ 91 ]}

حتى التجارب الأصغر حجمًا، والتي تقل تكلفتها عن مستوى الموافقة الفردية على مشروع P5، والتي طُرحت في وقت مشروع P5 لعام 2014، عانت من تأخير كبير. فقد كان من المقرر أصلاً أن يبدأ مشروع كاشف الخط الأساسي القصير القريب (SBND)، الذي طُرح في عام 2014 ^{[ 92 ]} بتكلفة 10 ملايين دولار، في جمع البيانات في ربيع عام 2018 ^{[ 93 ]،} ولكن من المقرر الآن أن يبدأ في خريف عام 2023 ^{[ 92 ].}

أثارت وزارة الطاقة الأمريكية مخاوفها منذ السنة المالية 2019. ففي كل عام، يقوم مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة الأمريكية بمراجعة وتقييم المختبرات الوطنية المدرجة ضمن محفظته بناءً على ثمانية معايير للأداء. ^{[ 94 ]} وقد حصل مختبر فيرميلاب على أدنى الدرجات بين المختبرات الوطنية في السنوات المالية 2019 و2020 و2021 و2022. وحصل على تقدير "ج" نادر لإدارة المشاريع في عام 2021، مما يعكس التأخيرات وتجاوزات التكاليف. ^{[ 95 ]} وفي مقال نُشر في مجلة ساينس ، صرّح جيمس ديكر، الذي شغل منصب نائب مدير مكتب العلوم بوزارة الطاقة من عام 1973 إلى عام 2007، بأن تقييم الأداء لعام 2021 كان "من أشد التقييمات التي رأيتها". ^{[ 11 ]}

في عام 2020، أعرب مجتمع فيزياء الطاقة العالية عن قلقه من أن تكلفة المشاريع الكبرى في مختبر فيرمي قد أدت إلى تحويل الأموال من برنامج الأبحاث الأساسية لفيزياء الطاقة العالية، مما أضر بصحة هذا المجال. ^{[ 96 ] [ 97 ]} وقد زاد الكونجرس الميزانية السنوية لفيزياء الطاقة العالية من أقل من 800 مليون دولار بنحو 250 مليون دولار إلى أكثر من مليار دولار، أي بزيادة قدرها 30% وُجّهت بشكل رئيسي لدعم المشاريع الكبيرة في مختبر فيرمي. ^{[ 98 ]}

أدت تأخيرات مشروع فيرميلاب إلى تغيير جوهري في القيادة عام 2022. ^{[ 5 ]} في سبتمبر 2021، استقال نايجل لوكير ، مدير فيرميلاب. ^{[ 99 ]} وحلت محله ليا ميرمينغا ، رئيسة مشروع PIP II. ^{[ 100 ]} في 31 مارس 2022، تنحى جيمس سيغريست، المدير المساعد لفيزياء الطاقة العالية في مكتب العلوم بوزارة الطاقة، والذي أشرف على الرد على تقرير P5. ^{[ 101 ]} في سبتمبر 2022، أُعلن عن استقالة نائب مدير الأبحاث جوزيف ليكن، ليحل محله أستاذة جامعة ييل بوني فليمنغ، التي شغلت سابقًا منصب نائب رئيس قسم الأبحاث لبرنامج النيوترينو في فيرميلاب. ^{[ 102 ]} انضمت ريجينا (جينا) راميكا إلى مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة الأمريكية كمديرة مساعدة لمكتب فيزياء الطاقة العالية في مكانه في 7 نوفمبر 2022، بعد أن كانت المتحدثة الرسمية باسم تجربة ديون. ^{[ 103 ]}

على الرغم من أن هذه التغييرات تمثل تحولاً كبيراً في المناصب العليا، إلا أن الإدارة الجديدة تم اختيارها من فريق الإدارة للفترة 2014-2022، وقد استمر مختبر فيرميلاب في المعاناة من الاضطرابات منذ ذلك التغيير. وعلى وجه الخصوص، برزت قضايا جديدة تتعلق بسلامة الموظفين والزوار والمتعاقدين وإمكانية وصولهم.

في 25 مايو/أيار 2023، سقط مقاول من ارتفاع 23 قدمًا أثناء محاولته تثبيت قضبان التسليح على جدار في موقع مشروع PIP II الجديد. ^{[ 104 ]} نُقل المقاول جوًا إلى المستشفى في حادث يُعتبر الأسوأ في الموقع منذ عقود. ^{[ 105 ]} خلص مجلس تحقيق الحوادث، الذي عينته وزارة الطاقة الأمريكية، إلى أن الحادث كان بالإمكان منعه، و"أوصى بقائمة طويلة من الضوابط الإدارية وضوابط السلامة اللازمة لمنع تكرار مثل هذا الحادث". ^{[ 104 ]} نتيجةً للحادث، تأجل مشروع PIP II الذي تبلغ تكلفته مليار دولار، والذي يُعدّ بالغ الأهمية لنجاح تجربة DUNE. ^{[ 104 ]}

في الأول من سبتمبر/أيلول 2023، أعلنت بوني فليمنج، كبيرة مسؤولي الأبحاث، عن إيقاف نظام مسرعات فيرميلاب مؤقتًا لأسباب تتعلق بالسلامة. ^{[ 106 ]} وفي التاسع من سبتمبر/أيلول 2022، أصدرت وزارة الطاقة الأمريكية الأمر رقم DOE O 420.2D بعنوان "سلامة المسرعات". يحدد هذا الأمر متطلبات السلامة الخاصة بالمسرعات الممولة من وزارة الطاقة وعملياتها. وبينما واصلت مختبرات وطنية أخرى عملياتها أثناء سعيها للامتثال لمتطلبات السلامة، اختارت فيرميلاب تعليق عملياتها حتى امتثالها الكامل للأمر الجديد. استأنف مسرع فيرميلاب الرئيسي عمله بعد اكتمال تنفيذ الأمر DOE O 420.2D، في أواخر ربيع عام 2024.

في منتصف عام 2024، واجه مختبر فيرميلاب عجزًا في الميزانية. نتج عن ذلك إجازة مؤقتة لبعض الموظفين وإغلاق عملياته ومنع دخول الجمهور إليه لمدة أسبوع في أغسطس/آب. ^{[ 107 ]} كانت الحاجة إلى الإجازة المؤقتة مفاجئة، إذ نمت الميزانية بنسبة كبيرة بلغت 7.6% لتصل إلى 739 مليون دولار ^{[ 107 ]} في السنة المالية 2024. ووفقًا لمجلة ساينس ، فإن الأزمة ناجمة عن سوء إدارة النمو: "ففي الفترة من 2022 إلى 2023 وحدها، زاد عدد موظفي المختبر بمقدار 176 موظفًا، أي بنسبة 9%، ليصل إلى 2160 موظفًا". ^{[ 107 ]} لم تعالج الإجازة المؤقتة عجز الميزانية بالكامل، وفي نوفمبر/تشرين الثاني، تم تسريح 2.5% من القوى العاملة. ^{[ 108 ]} وعلى الرغم من ذلك، صرّحت تريسي مارك، رئيسة الخدمات الإعلامية في فيرميلاب، لشبكة WTTW الإخبارية بأن "الوضع المالي العام للمختبر لا يزال سليمًا ويجري إدارته بشكل جيد". ^{[ 109 ]}

في 15 يوليو/تموز 2024، تم تحميل تقرير يتضمن مزاعم بالتستر في المختبر على خادم arXiv للمطبوعات الأولية في الفيزياء. ^{[ 13 ]} وتضمنت هذه المزاعم، التي نُشرت أيضًا في الصحافة، ^{[ 107 ] [ 110 ] [ 111 ]} ما يلي:

• "الاعتداء الجنسي المزعوم على المتعاونة في NOvA وDUNE التي رفعت دعوى قضائية وفازت بها في عام 2022 في المملكة المتحدة [بعد] رفضها من قبل موظفي FNAL."
• "التستر على قضية وجود أسلحة في الموقع عام 2023، مع ترقية الجاني وفصل الشاهد بذريعة."
• "محاولة للتستر على محاولة إيذاء كهربائيّة بشدة بواسطة مركبة صناعية من قبل موظف ذكر."
• "التستر على تفجير النوافذ بالبريليوم، مع ترقية الشخص المسؤول لاحقاً."
• "بيئة عمل عدائية، حيث يتم تجاهل النقد البناء في أغلب الأحيان والانتقام منه."

كما سرد التقرير سلسلة من الشكاوى المتعلقة بالإدارة اليومية للمختبر والتي تم الإبلاغ عنها في هذه المقالة أعلاه، بالإضافة إلى ادعاء جديد بشأن "تجاوزات الطوارئ PIP-II في غضون عام واحد من الموافقة على CD3" والتي قد تؤثر على برنامج LBNF/DUNE.

لتعزيز المصداقية، قدّم التقرير شهادات شهود عيان مفصلة لدعم الادعاءات. ^{[ 13 ]} إضافةً إلى ذلك، نُشرت بعض المعلومات سابقًا. على سبيل المثال، نُشر أول ادعاء يتعلق بحالة تحرش جنسي خطيرة في صحيفة الغارديان ^{[ 112 ]} ، وظهر في وثائق المحكمة أن المدعي قدّم شكوى إلى مختبر فيرميلاب لم تتخذ أي إجراء. ^{[ 113 ]} أعرب العلماء عن خشيتهم من انتقام إدارة فيرميلاب. ^{[ 107 ]} ولضمان سرية هوية المُبلّغين، قام جورجيو بيليتيني، وهو شخصية بارزة في مجال فيزياء الجسيمات، والذي شغل منصب المتحدث الرسمي باسم فريق البحث في مشروع كاشف المصادم في فيرميلاب مرتين، بتحميل التقرير على خادم ما قبل الطباعة arXiv. ^{[ 114 ]} كما أُرفقت رسالة دعم ثانية موقعة من ويليام بارليتا من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

تم تسليم التقرير إلى نائب مدير العمليات في مكتب العلوم بوزارة الطاقة الأمريكية، الدكتور جاستون فونتين، ووكيلة وزارة الطاقة للعلوم والابتكار، جيرالدين ريتشموند، في يونيو/حزيران 2024. ^{[ 13 ]} ونُشر للجمهور بعد شهر، لعدم تلقي أي رد من مسؤولي وزارة الطاقة. ^{[ 13 ]} وفي 29 يوليو/تموز 2024، أصدرت مديرة مختبر فيرميلاب، ليا ميرمينغا، ردًا مقتضبًا على العلماء المعنيين، قائلةً: "تؤكد وثيقة [المُبلِّغ] وجود تحديات مختلفة في مختبر فيرميلاب، بعضها غير دقيق، والبعض الآخر يعمل [تحالف فيرمي للأبحاث] جاهدًا على معالجته منذ فترة". ^{[ 111 ]} وفي اجتماع عام، يُزعم أن ميرمينغا طلبت أيضًا من الطاقم العلمي "التوقف عن التذمر". ^{[ 107 ]}

نظراً للعديد من المشكلات التي تواجه المختبر، أعلنت وزارة الطاقة الأمريكية في يناير 2023 عن عملية مدتها سنتان لإعادة طرح مناقصة عقد إدارة المختبر ^{[ 115 ]} بسبب مشكلات الأداء. ^{[ 11 ]} وأوضح إعلان وزارة الطاقة عن المنافسة: "الهدف من هذه المنافسة هو استقطاب ومنح عقد جديد للصيانة والتشغيل من شأنه أن يُحسّن أداء المقاول وكفاءته في مختبر فيرمونت الوطني للفيزياء النووية. وتتوقع وزارة الطاقة أن تُسفر هذه المنافسة عن مناهج جديدة ومبتكرة لتخطيط مستقبل المختبر." ^{[ 116 ]} في اجتماع إعلامي للمتقدمين المحتملين في 1 مارس 2023، تناولت شرائح العرض التقديمي بالتفصيل القضايا الواردة تحت عنوان "التحديات/المخاطر الرئيسية"، بما في ذلك تسليط الضوء على القلق التالي: "لا يزال المختبر يواجه تحديات في الإدارة المالية وإدارة المشتريات. وتُظهر عمليات التدقيق بشكل متكرر نفس أوجه القصور ونقاط الضعف في الرقابة عامًا بعد عام. ولم تُسفر أي إجراءات تصحيحية تم تنفيذها عن أي تقدم يُذكر. وقد أعاقت مشكلات الشراء الكبيرة قدرة المختبر على تقديم أنظمة/موارد أعمال فعالة وكفؤة لتمكين المهمة العلمية. ولا تزال هناك مخاوف جوهرية بشأن القدرة على إنفاق الأموال الحكومية بطريقة فعالة وكفؤة ومتوافقة مع القوانين." ^{[ 117 ]} وقد تم سرد المشكلات العديدة التي تواجه المقاول الجديد في يناير 2024 في قسم الأخبار بمجلة Nature . ^{[ 118 ]}

في الأول من أكتوبر/تشرين الأول 2024، منحت وزارة الطاقة الأمريكية عقد تشغيل مسرع فيرمي الوطني لشركة فيرمي فورورد ديسكفري جروب (FFDG) المُنشأة حديثًا. ^{[ 119 ]} يُمثل FFDG تغييرًا تدريجيًا في الإدارة مقارنةً بالعقد السابق، إذ يضم الفريق الإدارة السابقة للمختبر، وهي إدارة موارد فيرمي (FRA)، ^{[ 120 ]} التي كانت تتألف من جامعة شيكاغو ورابطة أبحاث الجامعات (URA). كما انضمت شركتان جديدتان: أمنتوم للبيئة والطاقة، المتخصصة في الهندسة المتقدمة، ولونجينيكر وشركاؤه، المتخصصة في إدارة المشاريع. ^{[ 121 ]} وبذلك، لم يطرأ أي تغيير على إدارة الموارد العلمية والبشرية، ولكنه عزز الخبرات اللازمة لتنفيذ المشاريع الكبيرة.

تولت شركة FFDG إدارة عمليات مختبر فيرميلاب في 1 يناير 2025، بموجب عقد مدته خمس سنوات. وفي 13 يناير 2025، استقالت المديرة ليا ميرمينغا. ^{[ 122 ]} لم يُذكر سبب للاستقالة، إلا أن مراسلين من المعهد الأمريكي للفيزياء (AIP) افترضوا ^{[ 123 ]} أن القشة التي قصمت ظهر البعير كانت "تقرير الأداء" المخيب للآمال لعام 2024 الصادر عن وزارة الطاقة ^{[ 124 ]} والذي نُشر علنًا بالتزامن مع تولي FFDG الإدارة. وذكر المعهد الأمريكي للفيزياء: "[في عام 2024،] منحت وزارة الطاقة المختبر أدنى درجاته منذ بدء عملية تقييم المختبرات الحالية في عام 2006. فشل المختبر في تلبية التوقعات في خمس من أصل ثماني فئات، بما في ذلك درجتين C+ في إدارة البرامج وقيادة المقاولين، ودرجة C في أنظمة الأعمال. (يُعرّف مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة الدرجة B+ وما فوق بأنها تلبية للتوقعات)." ^{[ 123 ]}

شغلت يونغ كي كيم، أستاذة الفيزياء المتميزة في جامعة شيكاغو والحائزة على كرسي ألبرت أ. ميكلسون، منصب المديرة بالإنابة خلال فترة البحث عن بديل. وكانت كيم قد شغلت سابقًا منصب نائبة مدير مختبر فيرميلاب من عام 2006 إلى عام 2013. ^{[ 125 ]} وخلال فترة إدارتها القصيرة، إلى جانب معالجة التحديات الإدارية المذكورة أعلاه، أشرفت كيم على خفض عدد موظفي المختبر بنسبة 10% نتيجةً لانخفاض ميزانيات العلوم بشكل حاد في السنة الأولى من إدارة ترامب. ^{[ 126 ]} ومع ذلك، حققت كيم نجاحات، من بينها تأليف تقرير نشرته الأكاديمية الوطنية للعلوم يدعو إلى إنشاء مصادم للميونات في فيرميلاب، ^{[ 127 ]} بالإضافة إلى تحسينها التدريجي للتقييمات التي منحتها وزارة الطاقة للمختبر خلال فترة ولايتها، حيث لم تُسجل أي درجات متدنية (C) حتى عام 2025. ^{[ 128 ]}

في 12 يناير 2026، تنحى كيم عن منصبه وتولى المدير الجديد، نوربرت هوتكامب، زمام القيادة.

تأسس مختبر فيرمي الوطني للمسرعات (المعروف أيضًا باسم فيرميلاب) عام 1967 كمختبر أبحاث علمية مفتوح، ولا يزال حتى اليوم لا يُجري أبحاثًا سرية. نصت الخطط الأولية على أن يُعيّن فيرميلاب قوة حراسة "...للسيطرة على حركة الأفراد داخل الموقع أثناء إجراء الاختبارات" كما ورد في البيان البيئي الصادر في ديسمبر 1971، و"...لإنفاذ حدود الموقع". اتجهت القيادة المبكرة نحو مزيد من الشفافية العامة، مما سهّل التعاون العلمي وسمح للجمهور بالاستمتاع، بما في ذلك قطيع البيسون الذي نُقل إلى الموقع.

في أواخر العقد الأول من الألفية الثانية وبداية العقد الثاني، بدأت إدارة مختبر فيرميلاب بفرض قيود مشددة على دخول الجمهور والعلماء إلى موقع المختبر. وبحلول ربيع عام ٢٠٢٣، أصبحت هذه القيود مرهقة للغاية لدرجة أن أكثر من ٢٥٠٠ فيزيائي وزائر للمختبر وقّعوا عريضة مفتوحة موجهة إلى الممثلين المنتخبين للمطالبة بإعادة فتح فيرميلاب. ^{[ ١٢٩ ]} وجاء في العريضة: "إن تغييرات سياسة الدخول تقوّض جوانب حيوية من العملية العلمية، فضلاً عن الأداء الأساسي لمختبر فيرميلاب. فقد تعرقلت استضافة اجتماعات البحث، وإجراء مقابلات مع الموظفين المحتملين، والتعاون مع العلماء من خارج المختبر، وتنفيذ برامجنا التعليمية المؤثرة والشهيرة." فيما يتعلق بالجمهور العام، جاء في العريضة: "اليوم، لا يُسمح للجمهور العام إلا بالوصول إلى الطريق الرئيسي، ومع تزايد صرامة متطلبات الهوية، ستُغلق أبوابه قريبًا أمام السياح وحتى بعض المهاجرين. لم يعد بإمكاننا القيادة أو ركوب الدراجات بحرية في أرجاء المكان. حديقة الكلاب، وقاعة ويلسون بمعروضاتها في الطابق العلوي، وغيرها من المناطق لم تعد متاحة للجمهور. كما تم إلغاء أنشطة الصيد وغيرها من الأنشطة المتاحة للجمهور." وطالبت العريضة بشدة بالعودة إلى سياسات الوصول إلى نموذج المختبر المفتوح الذي كان يُطبق قبل عام ٢٠٢٠.

في مايو 2023، نشرت المديرة ليا ميرمينغا ردًا على العريضة على موقع مختبر فيرميلاب الإلكتروني، ^{[ 130 ]} مشيرةً إلى أن بعض المناطق في الموقع تظل مفتوحة للجمهور خلال ساعات محددة مع اشتراط إبراز الهوية للدخول. وبررت ميرمينغا في ردها القيود الجديدة بأن المختبر "يدير كمية كبيرة من المعلومات غير العامة"، وهو تبرير يتعارض مع العريضة التي تشير إلى أن المختبر ممول بالكامل من دافعي الضرائب، ولا يجري أي أبحاث سرية، ولديه تفويض حكومي بنشر جميع نتائجه العلمية. وقد نُشرت تغطية إضافية للعريضة ورد الإدارة في مجلتي " فيزياء اليوم" ^{[ 131 ]} و "فيزياء العالم" ^{[ 132 ]} .

تماشياً مع متطلبات قانون الهوية الحقيقية (Real ID) لمنشآت وزارة الطاقة الأمريكية، يجب على جميع الزوار البالغين غير المصحوبين بذويهم والذين يدخلون الموقع تقديم بطاقة هوية شخصية تحمل صورة صادرة عن جهة حكومية ومتوافقة مع قانون الهوية الحقيقية . ^{[ 133 ]} يمكن الاطلاع على أحدث التفاصيل المتعلقة بالدخول على موقع فيرميلاب الإلكتروني. ^{[ 134 ]}

أصرّ روبرت ويلسون، أول مدير لمختبر فيرميلاب، على عدم تشويه المظهر الجمالي للموقع بمجموعة من المباني الخرسانية. استُلهم تصميم المبنى الإداري (قاعة ويلسون) من كاتدرائية سانت  بيير في بوفيه ، فرنسا، ^{[ 135 ]} على الرغم من أنه نُفّذ على الطراز الوحشي . تمثل العديد من المباني والمنحوتات داخل محمية فيرميلاب نماذج رياضية مختلفة كجزء من بنيتها.

يُعدّ الشكل الحلزوني الأرخميدسي الشكلَ المميز لعدد من محطات الضخ ، بالإضافة إلى المبنى الذي يضم تجربة مينوس. كما تُبرز بركة المياه العاكسة في قاعة ويلسون مسلةً زائديةً يبلغ ارتفاعها 9.8 متر (32 قدمًا) ، صممها ويلسون. وقد بُنيت بعض خطوط نقل الطاقة عالية الجهد التي تحمل الكهرباء عبر أرض المختبر على شكل الحرف اليوناني باي (π) . ويمكن أيضًا العثور على أمثلة هيكلية للحلزون المزدوج للحمض النووي ، وإشارة إلى الكرة الجيوديسية . 

تشمل منحوتات ويلسون في الموقع عمل "تراكتريشوس" ، وهو عبارة عن مجموعة من الأنابيب الفولاذية القائمة بذاتها بالقرب من المجمع الصناعي، والمُشيدة من أجزاء ومواد مُعاد تدويرها من مصادم تيفاترون، وعمل "التناظر المكسور" الشاهق ، الذي يستقبل الداخلين إلى الحرم الجامعي عبر مدخل شارع باين. ^{[ 136 ]} ويتوج قاعة رامزي مجسم لشريط موبيوس بقطر يزيد عن 2.4 متر . كما تنتشر في الطرق المؤدية إلى الموقع والقرية مكبس هيدروليكي ضخم وقنوات احتواء مغناطيسية قديمة، جميعها مطلية باللون الأزرق. 

في عام ١٩٦٧، أحضر ويلسون خمسة ثيران أمريكية إلى الموقع، ثورًا وأربع بقرات، بالإضافة إلى ٢١ رأسًا أخرى وفرتها إدارة حماية البيئة في إلينوي. ^{[ ١٣٧ ] [ ١٣٨ ]} اعتقد بعض السكان المحليين في البداية أن الثيران أُدخلت لتكون بمثابة إنذار في حال وصول الإشعاع في المختبر إلى مستويات خطيرة، لكن مختبر فيرميلاب أكد لهم أن هذا الادعاء لا أساس له من الصحة. اليوم، يُعد قطيع ثيران فيرميلاب معلمًا سياحيًا شهيرًا يجذب العديد من الزوار ^{[ ١٣٩ ]} ، كما تُعد أرض المختبر ملاذًا آمنًا لأنواع أخرى من الحياة البرية المحلية. ^{[ ١٤٠ ] [ ١٤١ ]} يُجرى إحصاء الطيور في المختبر سنويًا في عيد الميلاد منذ عام ١٩٧٦. ^{[ ١٤٢ ]}

بالتعاون مع منطقة محمية الغابات في مقاطعة دوبيج ، أدخل مختبر فيرمي بوم الحظائر الأمريكي إلى مبانٍ مختارة حول أراضيه. ^{[ 143 ]}

أثناء التشغيل، تُنتج حزم الجسيمات التريتيوم ، وهو نظير للهيدروجين يتكون من بروتون ونيوترونين، ويتميز بنشاط إشعاعي ضعيف وعمر نصف يبلغ 12.3 سنة. يمكن لهذا النظير أن يرتبط بالأكسجين لتكوين الماء المُشعّ بالتريتيوم . تُعدّ مستويات التريتيوم المقاسة في الموقع منخفضة مقارنةً بالمعايير الصحية والبيئية الفيدرالية. يراقب مختبر فيرميلاب التريتيوم المتسرب من الموقع في المياه السطحية ومياه الصرف الصحي، ويُقدّم ورقة أسئلة وأجوبة لمن يرغب في معرفة المزيد. ^{[ 144 ]}

في اجتماع إعلامي للمتقدمين المحتملين لعقد الإدارة، عُقد في 1 مارس 2023، أشارت شرائح العرض التقديمي إلى أنه على الرغم من أن معدل تسرب التريتيوم من الموقع أقل من المعايير المطلوبة، إلا أن التلوث بالتريتيوم في الموقع كافٍ ليُمثل "تحديًا". ^{[ 117 ]} وعلى وجه الخصوص، تم ضخ التريتيوم المُنتَج في خط شعاع NuMI الذي يُرسل النيوترينوات إلى التجارب في مينيسوتا إلى نظام التبريد المائي الصناعي المُستخدم للمعدات في جميع أنحاء حرم فيرميلاب. ونتيجةً لذلك، يُستنتج أن "التلوث بالتريتيوم منتشر الآن على نطاق واسع في جميع أنحاء مجمع الأبحاث". ^{[ 117 ]}