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フェルミ国立加速器研究所（FNAL、通称フェルミラボ）は、高エネルギー素粒子物理学の国立研究所であり、米国イリノイ州バタビア（シカゴ近郊）に位置する。米国エネルギー省の支援を受け、シカゴ大学が傘下のフェルミ・フォワード・ディスカバリー・グループLLCを通じて運営している。
フェルミラボのメインインジェクターは、円周が2マイル（3.3 km）で、研究所で最も強力な粒子加速器です。[ 2 ]メインインジェクターに粒子を供給する加速器複合施設はアップグレード中で、新しいPIP-II線形加速器の最初の建物の建設は2020年に始まりました。[ 3 ] 2011年まで、フェルミラボは円周6.28 km（3.90 マイル）のテバトロン加速器の本拠地でした。テバトロンとメインインジェクターのリング状のトンネルは、上空や衛星から見ることができます。
フェルミ国立加速器研究所は、ニュートリノ物理学の世界的中心地となることを目指しています。同研究所は、現在建設中の数十億ドル規模の深層地下ニュートリノ実験（DUNE）のホスト機関です。 [ 4 ] このプロジェクトは遅延に見舞われ、2022年には、科学誌『サイエンス』と『サイエンティフィック・アメリカン』がそれぞれ、このプロジェクトを「問題を抱えている」と評する記事を掲載しました。[ 5 ] [ 6 ] 進行中のニュートリノ実験は、ICARUS（Imaging Cosmic and Rare Underground Signals）とNOνA（NuMI Off-Axis ν e Appearance）です。完了したニュートリノ実験には、 MINOS（Main Injector Neutrino Oscillation Search）、MINOS+、MiniBooNE、SciBooNE（SciBar Booster Neutrino Experiment）、MicroBooNE（Micro Booster Neutrino Experiment）などがあります。
ニュートリノプログラム以外のオンサイト実験には、SeaQuest固定ターゲット実験とMuon g-2が含まれます。フェルミラボは引き続き大型ハドロン衝突型加速器（LHC）での研究に参加しており、 Worldwide LHC Computing GridのTier 1サイトとして機能しています。[ 7 ]フェルミラボは量子情報科学の研究も行っています。[ 8 ] 2019年にフェルミラボ量子研究所を設立しました。[ 9 ] 2020年からは、SQMS（超伝導量子材料およびシステム）センターの本拠地にもなっています。[ 10 ]
10年にわたる深刻な業績問題のため、エネルギー省は2025年1月1日にフェルミラボの新しい経営陣を設立しました。[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]フェルミラボは現在、Fermi Forward Discovery Group, LLC (FFDG) によって管理されています。このコンソーシアムは、2007年から2024年までの経営陣である Fermi Research Alliance (FRA) が主導し、Amentum Environment & Energy, Inc. と Longenecker & Associates が新たに加わりました。経営危機のため、研究所長のLia Mermingaは2025年1月13日に辞任し、シカゴ大学の Young-Kee Kim が暫定所長に就任しました。[ 14 ]
フェルミ国立加速器研究所は、イリノイ州技術研究回廊の一部である。同じく米国エネルギー省傘下の国立研究所であるアルゴンヌ国立研究所は、約30キロメートル（20マイル）離れた場所に位置する。
イリノイ州ウェストンは、バタビアの隣にあったコミュニティで、フェルミラボの用地を確保するために、1966年に村議会によって消滅させられた。[ 15 ]
この研究所は1969年に国立加速器研究所として設立され、[ 16 ] 1974年にエンリコ・フェルミを称えて改名されました。初代所長はロバート・ラスバン・ウィルソンで、彼の指揮の下、研究所は予定より早く、予算内で開設されました。敷地内の彫刻の多くは彼の作品です。彼は、独特な形状がフェルミラボのシンボルとなり、キャンパスの活動の中心となっている高層研究所ビルの名前の由来となっています。
ウィルソンが研究所への資金不足に抗議して1978年に辞任した後、レオン・M・レダーマンが後任となった。彼の指導の下、当初の加速器は、陽子と反陽子を合計1.96TeVのエネルギーで衝突させることができる加速器、テバトロンに置き換えられた。レダーマンは1989年に辞任し、亡くなるまで名誉所長を務めた。敷地内の科学教育センターは、彼の功績を称えて名付けられた。
1967年の設立以来、フェルミラボは8人の所長によって率いられてきた。[ 17 ]
スイスのジュネーブ近郊で2008年に大型ハドロン衝突型加速器（LHC）が稼働を開始する前は、テバトロンは世界で最も強力な粒子加速器であり、陽子と反陽子を980 GeVのエネルギーまで加速し、1.96 TeVまでのエネルギーで陽子と反陽子の衝突を起こし、1テラ電子ボルトのエネルギーに到達した最初の加速器でした。[ 31 ]周囲長は3.9マイル（6.3 km） で、世界で4番目に大きい粒子加速器でした。その最も重要な成果の1つは、1995年にテバトロンのCDFおよびDØ検出器を使用した研究チームによって発表されたトップクォークの発見でした。[ 32 ] 2011年に停止されました。
2013年以降、フェルミラボの加速器チェーン[ 33 ]における加速プロセスの第一段階（加速器前インジェクター）は、水素ガスをイオン化する2つのイオン源で行われる。ガスは、モリブデン電極で覆われた容器に導入される。各電極はマッチ箱サイズの楕円形の陰極と、それを囲む陽極からなり、1 mmの間隔で配置され、ガラスセラミック絶縁体によって固定されている。キャビティマグネトロンがプラズマを生成し、金属表面付近でイオンを形成する。イオンはイオン源によって35 keVまで加速され、低エネルギービーム輸送（LEBT）によって無線周波数四重極（RFQ）にマッチングされる。RFQは750 keVの静電場を印加し、イオンに2回目の加速を与える。RFQの出口で、ビームは中エネルギービーム輸送（MEBT）によって線形加速器（linac）の入口にマッチングされる。[ 34 ]
次の加速段階は線形粒子加速器（リニアック）です。この段階は2つのセグメントで構成されています。最初のセグメントには、201 MHzで動作する5つのドリフトチューブ空洞があります。2番目の段階には 、805 MHzで動作する7つのサイドカップリング空洞があります 。リニアックの終端では、粒子は400 MeV 、つまり光速の約70%まで加速されます。[ 35 ] [ 36 ]次の加速器に入る直前に、H −イオンはカーボン箔を通過し、H +イオン（陽子）になります。[ 37 ]
生成された陽子はブースターリングに入ります。ブースターリングは、円周468m （1,535フィート）の円形加速器で、磁石によって陽子ビームが円形の経路に沿って曲げられます。陽子は33ミリ秒でブースターの周りを約20,000周し、回転ごとにエネルギーが加算され、ブースターから8GeVまで加速されて出てきます。 [ 37 ] 2021年、研究所は最新の超伝導YBCO磁石が毎秒290テスラの速度で磁場強度を増加させ、ピーク磁場強度が約0.5テスラに達する可能性があると発表しました。[ 38 ]
最終加速は、メインインジェクター（円周3,319.4 m (10,890 ft)）によって行われます。これは、下の最後の写真（手前）にある2つのリングのうち小さい方です。1999年に完成したメインインジェクターは、陽子を120 GeVまで加速した後、ビームラインに沿って設置されたどの実験にも送ることができるため、フェルミラボの「粒子スイッチヤード」 [ 39 ]となっています。2011年までは、メインインジェクターは陽子を反陽子リング（円周6,283.2 m (20,614 ft)）とテバトロンに供給してさらに加速していましたが、現在は粒子がビームライン実験に到達する前の最後の推進力を提供しています。
新しい実験をサポートするために陽子ビームに対する需要が高まっていることを認識し、フェルミラボは2011年に加速器の改良に着手しました。このプロジェクトは今後何年も続く予定で、[ 43 ]陽子改良計画（PIP）と陽子改良計画II（PIP-II）の2つのフェーズがあります。[ 44 ]
PIP の全体的な目標は、ブースタービームの繰り返し周波数を 7 Hz から 15 Hz に上げ、古いハードウェアを交換して動作の信頼性を向上させることです。[ 44 ] PIP プロジェクトの開始前に、加速器前インジェクターの交換が進行中でした。約 40 年前のCockcroft–Walton ジェネレータをRFQ に交換する作業は 2009 年に開始され、2012 年に完了しました。リニアック段階では、アナログビーム位置モニタ (BPM) モジュールが 2013 年にデジタルボードに交換されました。リニアック真空ポンプと関連ハードウェアの交換は 2015 年に完了する予定です。201 MHz ドリフトチューブの交換に関する研究はまだ進行中です。ブースティング段階では、PIP の主要な構成要素は、ブースターリングを 15 Hz 動作にアップグレードすることです。ブースターには 19 の 無線周波数ステーションがあります。当初、ブースター局はソリッドステート駆動システムなしで稼働しており、これは 7 Hz では許容範囲でしたが、15 Hz では許容範囲外でした。2004 年の実証プロジェクトで、PIP プロジェクトの前に局の 1 つがソリッドステート駆動に改造されました。プロジェクトの一環として、残りの局は 2013 年にソリッドステートに改造されました。PIP プロジェクトのもう 1 つの主要な部分は、40 年のブースター空洞を改修および交換することです。多くの空洞が改修され、15 Hz で動作するようにテストされています。空洞の改修は 2015 年に完了する予定で、その後、繰り返し周波数を徐々に 15 Hz に上げることができます。より長期的なアップグレードは、ブースター空洞を新しい設計のものに交換することです。新しい空洞の研究開発が進行中で、交換は 2018 年に予定されています。[ 43 ]
PIP-II の目標には、 メイン インジェクターから120 GeV の深部地下ニュートリノ実験ターゲットに 1.2 MW の陽子ビーム出力を供給する計画と、 60 GeV で 1 MW 近い出力を供給する計画が含まれており、将来的には出力を 2 MW まで拡張する可能性もあります。この計画では、Mu2e、Muon g−2、その他の短基線ニュートリノ実験を含む現在の 8 GeV 実験もサポートする必要があります。これらには、ブースターに 800 MeV を注入するためのリニアックのアップグレードが必要です。最初に検討されたオプションは、既存の 400 MeV リニアックの末端に 400 MeV の「アフターバーナー」超伝導リニアックを追加することでした。これには、既存のリニアックを50 メートル (160フィート)上に移動する必要があります。しかし、このアプローチには多くの技術的な問題がありました。代わりに、フェルミラボはブースターリングに注入するための新しい 800 MeV 超伝導リニアックを建設しています。
PIP-II加速器の最初の建物の建設は2020年に開始されました。[ 3 ]新しいリニアックサイトは、既存の電気、水、および極低温インフラを活用するために、ブースターリング近くのテバトロンの小さな部分の上に設置されます。PIP-IIリニアックは、室温で162.5 MHzで動作し、エネルギーが0.03 MeVから増加する低エネルギービーム輸送ライン（LEBT）、無線周波数四重極（RFQ）、および中エネルギービーム輸送ライン（MEBT）を備えています 。リニアックの最初のセグメントは162.5 MHzで動作し 、エネルギーは11 MeVまで増加します 。リニアックの2番目のセグメントは325 MHzで動作し 、エネルギーは177 MeVまで増加します 。リニアックの最後のセグメントは650 MHzで動作し 、最終エネルギーレベルは800 MeVになります 。[ 46 ]
2022年現在、PIP-II加速器の推定開始日は2028年である。[ 47 ]このプロジェクトは2022年4月に建設が承認され、エネルギー省の予想費用は9億7800万ドル、国際パートナーからの拠出金は3億3000万ドルとなっている。[ 48 ]
以下の粒子は、フェルミ国立加速器研究所で初めて直接観測された。
1999年、KTeV実験の物理学者たちは、カオン崩壊における直接CP対称性の破れを初めて観測した。[ 53 ]
フェルミラボは、IARC（イリノイ加速器研究センター） [ 56 ]のためにスペースを確保するため、CDF（フェルミラボ衝突型検出器）[ 55 ]実験を解体した。
フェルミラボの物理学者は、世界的な衝突型加速器プログラムにおいて引き続き重要な役割を果たしています。フェルミラボのLHC物理センター（LPC）は、コンパクトミューオンソレノイドコラボレーション（実験はCERNで行われています）の地域センターです。LPCは、米国からのCMS科学者の活気あるコミュニティを提供し、CMS検出器のコミッショニング、および検出器アップグレードの設計と開発において重要な役割を果たしています。[ 57 ]フェルミラボはUSCMSのホストラボであり、[ 58 ] 715人の学生を含む50の米国の大学の研究者が参加しています。フェルミラボは最大のCMS Tier 1コンピューティングセンターをホストしており、世界のCMS Tier 1コンピューティング要求の約40%を処理しています。2022年2月9日、フェルミラボのパトリシア・マクブライド（物理学者）がCMSコラボレーションのスポークスパーソンに選出されました。[ 59 ]
この期間中、研究所は量子インターネットのための量子テレポーテーション技術の開発[ 60 ]や量子コンピュータで使用するための超伝導共振器の寿命延長[ 61 ]など、最先端の情報科学の研究における新しいプログラムも確立しました。
2020年代の現地プログラムは、主に素粒子物理学の強度フロンティア、特にニュートリノ物理学とミューオンを用いた希少物理探索に重点を置いている。核子構造を探求するプログラムも継続中である。
フェルミ国立加速器研究所は、ロングベースラインニュートリノ施設における深部地下ニュートリノ実験を通じて、ニュートリノ物理学の世界的リーダーとなることを目指しています。他のリーダーとしては、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）で加速器物理学をリードするCERN 、国際リニアコライダー（ILC）の建設と主導が承認されている日本が挙げられます。フェルミ国立加速器研究所はLBNFの将来のビームラインの設置場所となり、サウスダコタ州リードにあるサンフォード地下研究施設（SURF）は、巨大な遠方検出器の設置場所として選ばれています。「ベースライン」という用語は、ニュートリノ源と検出器間の距離を指します。遠方検出器の現在の設計では、それぞれ10キロトンの有効体積を持つ計装された液体アルゴンのモジュールが4つあります。
2016年の概念設計報告書によると、最初の2つのモジュールは2024年に完成し、ビームは2026年に稼働する予定でした。最後のモジュールは2027年に稼働する予定でした。[ 74 ] 2022年には、2つの遠方検出器モジュールとビームのみの費用が30億ドルにまで上昇しました。これにより、エネルギー省科学局は実験を段階的に行うことを決定しました。[ 5 ]フェーズIは、2028～29年に完成予定の2つのモジュールと、2032年に完成予定のビームラインで構成されます。フェーズII、残りの2つの遠方検出器モジュールの設置はまだ計画されておらず、フェーズIの30億ドルの見積もりを超える費用がかかります。[ 5 ]
CERNで構築された大型プロトタイプ検出器は、2018年から2020年にかけてテストビームでデータを取得した。その結果、ProtoDUNEは99%以上の効率で動作したことが示された。[ 75 ]
LBNF/DUNEニュートリノ物理学プログラムは、高精度で基本的な物理パラメータを測定し、標準模型 を超える物理学を探求する計画です。DUNEが行う測定は、物理学界におけるニュートリノとその宇宙における役割についての理解を大幅に深め、それによって物質と反物質の性質をよりよく解明することが期待されています。このプログラムは、フェルミラボ敷地内の近距離検出器と、800マイル（1300km ）離れたSURFにある遠距離検出器に、世界最高強度のニュートリノビームを送ります。
MiniBooNE検出器は、直径40フィート（12メートル）の球体で、800トンの鉱物油が充填され、1,520個の光電管検出器が取り付けられていました。推定で年間100万件のニュートリノ事象が記録されました。SciBooNEはMiniBooNEと同じニュートリノビーム内にありましたが、より細かいトラッキング機能を備えていました。NOνA実験とMINOS実験では、フェルミラボのNuMI（Neutrinos at the Main Injector）ビームが使用されました。これは、地球を455マイル（732キロメートル）通過してミネソタ州のスーダン鉱山とアッシュリバー（NOνA遠方検出器の設置場所）に到達する強力なニュートリノビームです。2017年に、ICARUSニュートリノ実験はCERNからフェルミラボに移されました。[ 76 ] [ 77 ] MicroBooNE は 2015 年から 2021 年にかけて実行された LArTPC 実験で、ブースターニュートリノビーム (BNB) からデータを収集しました。[ 66 ] SBND 実験は、フェルミラボが構築した最新の LArTPC ニュートリノ実験であり、DUNE 実験の重要な前身となっています。SBND は 2024 年初頭に運用を開始し、2024 年 12 月に物理データの取得を開始し、2028 年初頭まで運用する予定です。[ 78 ] [ 79 ]
ミューオン g−2 : （「ジーマイナスツー」と発音）は、ミューオンの磁気モーメントの異常を 0.14 ppmの精度で測定する素粒子物理学実験であり、標準模型の高感度なテストとなる。
フェルミ国立加速器研究所は、ブルックヘブン国立研究所で行われているミューオンの異常磁気双極子モーメントを測定する実験を継続している。
荷電レプトン（電子、ミューオン、タウ）の磁気双極子モーメント（g ）は、ほぼ2です。2からの差（「異常」部分）はレプトンによって異なり、素粒子物理学の現在の標準模型に基づいてかなり正確に計算できます。電子の測定値はこの計算と非常によく一致しています。ブルックヘブン実験では、ミューオンについてこの測定を行いましたが、ミューオンは寿命が短いため技術的に非常に難しく、測定値と計算値の間に、興味深いものの決定的なものではない3σのずれを検出しました。
ブルックヘブンでの実験は2001年に終了しましたが、10 年後にフェルミラボがその装置を取得し、[ 80 ]より正確な測定（より小さなσ）を行うために取り組んでおり、それによって矛盾を解消するか、うまくいけば、標準モデルを超える物理学の実験的に観測可能な例として確認できるでしょう。
この実験の中心となるのは、 直径50フィート（約15メートル）の、極めて均一な磁場を持つ超伝導磁石である。この磁石は、2013年の夏にニューヨーク州ロングアイランドのブルックヘブン国立研究所からフェルミ国立加速器研究所まで、一体のまま輸送された。輸送距離は3,200 マイル（約5,150キロメートル）で、35日間かけて行われ、そのほとんどは東海岸を 南下し、ミシシッピ川を遡るはしけで運ばれた。
磁石は 2015年9月に改修され、電源が投入された[ 81 ]。そして、同じ 移動前の基本的な磁場均一性は1300 ppm（0.13％）であった。 [ 82 ]： 4
このプロジェクトでは、磁石の磁場均一性を向上させるために磁石のシム調整に取り組んだ。 [ 82 ]これはブルックヘブンで行われたが、[ 83 ]移設によって影響を受け、フェルミラボでやり直す必要があった。
2018年に、フェルミラボで実験が開始され、データの取得が始まった。[ 84 ] 2021年、同研究所は、この粒子に関する初期研究の結果が標準模型に疑問を投げかけ、新たな力や粒子の発見の可能性を示唆していると報告した。[ 85 ] [ 86 ]
2023年8月、フェルミラボの研究グループは、新たな自然の力の存在を証明することに近づいている可能性があると述べた。彼らは、ミューオンと呼ばれる素粒子が、現在の素粒子物理学の理論で予測されているような振る舞いをしていないという証拠をさらに発見した。[ 87 ]
2010年代に入ると、遅延やコスト超過が相次ぎ、研究所の運営管理の不備について深刻な懸念が生じた。
2014年、素粒子物理学プロジェクト優先順位付けパネル（「P5」）は、フェルミラボ敷地内での建設に関する3つの主要なイニシアチブを推奨した[ 88 ] 。2つは素粒子物理学実験で、深部地下ニュートリノ実験とMu2eである。3つ目は、前述のPIPII加速器のアップグレードである。P5はまた、フェルミラボがCERNのLHCに参加することを推奨した。
2022年時点で、P5が推奨したフェルミラボのプロジェクトのうち2件は大幅な遅延に見舞われていた。
2014年のP5承認時に提案された、個々のP5承認のコストレベルを下回る小規模な実験でさえ、かなりの遅延に見舞われた。2014年に提案された1000万ドル規模のコストの短基線近距離検出器（SBND） [ 92 ]は、当初2018年春にデータ取得が予定されていたが[ 93 ]、現在は2023年秋に開始予定となっている[ 92 ]。
エネルギー省は、2019会計年度（FY）の時点で既に懸念を示していた。米国エネルギー省科学局は毎年、傘下の国立研究所を8つの業績指標に基づいて評価し、格付けしている。[ 94 ] フェルミ国立加速器研究所は、2019、2020、2021、2022会計年度において、国立研究所の中で最低の評価を受けている。2021年には、遅延とコスト超過を反映して、プロジェクト管理で異例のC評価が与えられた。[ 95 ] 1973年から2007年までエネルギー省科学局の首席副局長を務めたジェームズ・デッカーは、科学誌サイエンス の記事で、2021年の業績評価は「私がこれまで見てきた中で最も辛辣なものの1つ」だと述べている。[ 11 ]
2020年、高エネルギー物理学コミュニティは、フェルミラボの主要プロジェクトの費用が高エネルギー物理学の中核研究プログラムからの資金の流用を招き、この分野の健全性を損なっているとの懸念を表明した。[ 96 ] [ 97 ]議会は、年間高エネルギー物理学予算を8億ドル未満から約2億5000万ドル増額し、10億ドル以上にした。これは30%の増加であり、主にフェルミラボの大規模プロジェクトの支援に充てられた。[ 98 ]
フェルミラボのプロジェクトの遅延により、2022年にリーダーシップに大きな変化が生じた。[ 5 ] 2021年9月、フェルミラボ所長のナイジェル・ロッキヤーが辞任した。[ 99 ]ロッキヤーの後任には、PIP IIプロジェクトの責任者であるリア・メルミンガが就任した。 [ 100 ] 2022年3月31日、P5レポートへの対応を監督していたエネルギー省科学局の高エネルギー物理学担当副局長のジェームズ・シーグリストが辞任した。[ 101 ] 2022年9月、研究担当副所長のジョセフ・リッケンが辞任し、フェルミラボのニュートリノプログラムの副主任研究員を務めていたイェール大学のボニー・フレミング教授が後任に就任することが発表された。[ 102 ] レジーナ（ジーナ）ラメイカは、2022年11月7日に彼の後任としてDOE科学局の高エネルギー物理学局の副局長に就任し、DUNE実験の広報担当から異動した。[ 103 ]
今回の人事異動は幹部層の大幅な入れ替えを意味するものの、新経営陣は2014年から2022年までの経営陣から選出されたものであり、フェルミ国立加速器研究所はこの交代以来、混乱が続いている。特に、従業員、訪問者、請負業者の安全とアクセスに関して新たな問題が発生した。
2023年5月25日、請負業者が新しいPIP IIプロジェクト現場の壁に鉄筋を固定しようとして23フィート落下した。[ 104 ] この請負業者はヘリコプターで病院に搬送されたが、この事故は数十年間で現場で最悪の事故とみなされている。[ 105 ] DOEが任命した事故調査委員会は、この事故は防ぐことができたと結論付け、「このような事故の再発を防ぐために必要な管理および安全対策の長いリストを勧告した」。[ 104 ] この事故の結果、DUNE実験の成功に不可欠な10億ドルのPIP IIプロジェクトは遅延した。[ 104 ]
2023年9月1日、主任研究員のボニー・フレミングは、安全上の理由からフェルミラボの加速器システムが一時的に停止されたと発表した。[ 106 ] 2022年9月9日、DOEは「加速器の安全性」と題する命令DOE O 420.2Dを発行した。この文書は、DOEが資金提供する加速器とその運用に関する加速器固有の安全要件を定めている。他の国立研究所は安全要件を遵守するために作業を続けながら運用を継続したが、フェルミラボは研究所が新しい命令に完全に準拠するまで運用を停止することを選択した。フェルミラボのメイン加速器は、DOE O 420.2Dの実施が完了した後、2024年春後半に運転を再開した。
2024 年半ば、フェルミラボは予算不足に直面した。その結果、当初は従業員の一時帰休が行われ、8 月には 1 週間、業務と一般公開が停止された。[ 107 ] 2024 会計年度 (FY) の 予算が「7.6% 増の 7 億 3900 万ドル」に増加したため、一時帰休が必要になったことは驚きだった。[ 107 ]科学誌Scienceによると、この危機は管理の行き届いていない成長に起因しており、「2022 年から 2023 年だけで、[研究所のスタッフ] は 176 人、つまり 9% 増加して 2160 人になった」という。[ 107 ] 一時帰休では予算不足を完全に解消することはできず、11 月には従業員の 2.5% が解雇された。[ 108 ] それにもかかわらず、フェルミラボのメディア サービス責任者であるトレイシー マークは WTTW ニュースに対し、「研究所の全体的な財務状況は健全であり、管理されている」と語った。[ 109 ]
2024年7月15日、研究所での隠蔽工作疑惑を記した報告書がarXiv物理学プレプリントサーバーにアップロードされた。[ 13 ] 報道でも報じられた疑惑には、以下の内容が含まれていた。[ 107 ] [ 110 ] [ 111 ]
この報告書には、上記記事で報告された研究所の日常的な運営に関する数々の苦情に加え、「CD3承認から1年以内にPIP-IIの予備費が超過する」という新たな主張も記載されており、これはLBNF/DUNEプログラムに影響を与える可能性がある。
信憑性を高めるため、報告書は疑惑を裏付ける詳細な目撃証言を提供した。[ 13 ] さらに、一部の情報は以前に公に報告されていた。例えば、ひどいセクシャルハラスメントの最初の疑惑はガーディアン紙で報じられ[ 112 ]、原告がフェルミラボに苦情を申し立てたが何の措置も取られなかったという事実は裁判記録に記載されていた。[ 113 ] 科学者たちはフェルミラボの幹部から報復されることを恐れていた。[ 107 ] 内部告発者の匿名性を保つため、報告書はフェルミラボの衝突型検出器の共同研究のスポークスマンを2度務めた素粒子物理学の分野で尊敬されているリーダー、ジョルジオ・ベレッティーニによってarXivプレプリントサーバーにアップロードされた。[ 114 ] マサチューセッツ工科大学のウィリアム・バーレッタによる2通目の署名入り支持書簡も含まれていた。
報告書は、2024 年 6 月に、DOE 科学局の業務担当副局長であるジャストン・フォンテーヌ博士と DOE 科学・イノベーション担当次官のジェラルディン・リッチモンドに提出された。[ 13 ] DOE 当局が回答しなかったため、1 か月後に一般に公開された。[ 13 ] 2024 年 7 月 29 日、フェルミラボ所長のリア・メルミンガは、懸念を抱く科学者たちに対し、「[内部告発者の]文書は、フェルミラボにおけるさまざまな課題を主張しているが、その中には不正確なものもあり、また、[フェルミ研究同盟] がしばらくの間懸命に取り組んできたものもある」と簡潔に回答した。[ 111 ]全員参加の会議で、メルミンガは科学スタッフに「愚痴を言うのをやめろ」とも言ったとされる。[ 107 ]
研究所が直面している多くの問題を考慮し、DOEは2023年1月に、パフォーマンスの問題により、研究所の管理契約を再入札するための2年間のプロセスを発表しました[ 115 ] 。 [ 11 ] DOEの競争に関する発表では、次のように説明されています。「この契約競争の目的は、FNALにおける請負業者のパフォーマンスと効率性の向上につながる新しいM&O契約を募集し、授与することです。DOEは、この競争により、研究所の将来を計画するための新しい革新的なアプローチが引き出されることを期待しています。」[ 116 ] 2023 年 3 月 1 日に行われた入札候補者向けの説明会では、プレゼンテーション スライドで「主な課題/リスク」の項目で問題が詳しく説明され、次のような懸念が強調されました。「研究所は、財務管理と調達管理において引き続き課題を抱えています。監査では、毎年同じ欠陥と管理の失敗が繰り返し指摘されています。実施された是正措置は、ほとんど進展が見られませんでした。重大な調達上の問題により、研究所は科学ミッションを可能にする効率的かつ効果的なビジネス システム/リソースをうまく提供することができていません。政府資金を効果的、効率的かつ法令遵守の方法で支出できるかどうかについて、重大な懸念が残っています。」[ 117 ]新しい契約業者が直面する無数の問題は、2024 年 1 月に科学誌Natureのニュース セクションに掲載されました。[ 118 ]
2024 年 10 月 1 日、エネルギー省は、フェルミ国立加速器の運営契約を、新たに設立された Fermi Forward Discovery Group, LLC (FFDG) に授与しました。[ 119 ] FFDG は、シカゴ大学と大学研究協会 (URA) で構成されていた研究所の過去の管理チームである FRA [ 120 ]が含まれているため、過去 10 年間から管理体制に漸進的な変化をもたらしました。新たに加わったのは、高度なエンジニアリングを専門とする Amentum Environment & Energy, Inc. と、プロジェクト管理を専門とする Longenecker & Associates の 2 社です。[ 121 ]このように、この選定により、科学および人的資源管理は変更されませんでしたが、大規模プロジェクトを実行するための専門知識が強化されました。
FFDGは2025年1月1日に5年契約でフェルミラボの運営管理を引き継いだ。2025年1月13日、リア・メルミンガ所長が辞任した。[ 122 ]理由は明らかにされていないが、アメリカ物理学会（AIP）の記者は[ 123 ]、 FFDGが運営を引き継いだ直後に公表されたエネルギー省の2024年の「成績表」が不合格だったことが決定打になったのではないかと推測した。 [ 124 ] AIPは次のように報告している。「2024年、エネルギー省は、2006年に現在の研究所評価プロセスが始まって以来、研究所に最低の評価を与えた。研究所は8つのカテゴリーのうち5つで期待に応えられず、プログラム管理と請負業者のリーダーシップで2つのC+評価、ビジネスシステムでC評価となった。（DOE科学局はB+以上の評価を期待に応えたと定義している）」[ 123 ]
シカゴ大学のアルバート・A・ミケルソン特別功労物理学教授であるキム・ヨンキーは、後任を探す間、所長代理を務めた。キムは以前、2006年から2013年までフェルミラボの副所長を務めていた。[ 125 ]キムは、短期間のリーダーシップ期間中、上述の経営上の課題に対処するとともに、トランプ政権の最初の年に科学予算が大幅に削減されたため、研究所のスタッフを10%削減した。[ 126 ]それにもかかわらず、彼女はフェルミラボにミューオン衝突型加速器を求める米国科学アカデミーの報告書を執筆するなど、成功を収めた[ 127 ]ほか、在任中にエネルギー省から研究所に与えられた評価を段階的に改善し、2025年にはC評価は報告されなかった。[ 128 ]
2026年1月12日、キムは辞任し、新ディレクターのノーバート・ホットカンプがリーダーシップを引き継いだ。
フェルミ国立加速器研究所（通称フェルミラボ）は、1967年に公開科学研究施設として設立され、今日に至るまで機密研究は行っていません。当初の計画では、1971年12月の環境影響評価書に記載されているように、「試験実施中に敷地内への職員の移動を管理するため」および「敷地境界を厳重に管理するため」に、フェルミラボは警備員を配置することになっていました。初期の指導部は、科学的な協力関係を容易にし、移設されたバイソンの群れを含め、一般の人々が楽しめるように、よりオープンな運営へと舵を切りました。
2010年代後半から2020年代初頭にかけて、フェルミラボの経営陣は、一般の人々や科学者によるフェルミラボの敷地への立ち入りに厳しい制限を導入し始めた。2023年春までに、その制限は非常に厳しくなり、2500人以上の物理学者や研究所の訪問者が「フェルミラボの再開を求める選出議員への公開請願」に署名した。[ 129 ] 請願書には、「アクセス方針の変更は、科学的プロセスの重要な側面だけでなく、フェルミラボの基本的な機能も損なう。研究会議の開催、将来の従業員の面接、研究所外の科学者との共同研究、そして我々が誇る影響力のある教育プログラムの実施はすべて妨げられている」と記されている。一般市民に関して、請願書には次のように記されていました。「現在、一般市民は主要道路へのアクセスしか許可されておらず、身分証明書の提示がますます厳しくなっているため、間もなく観光客や一部の移民さえも立ち入りが禁止されるでしょう。敷地内を自由に車や自転車で移動することもできなくなりました。ドッグラン、最上階に展示があるウィルソンホール、その他のエリアも一般には立ち入り禁止となっています。釣りなどの一般公開されているアクティビティも中止されました。」請願書は、アクセスに関する方針を、2020年以前に研究所を運営していたオープンラボモデルに戻すよう強く求めていました。
2023 年 5 月、所長のリア・メルミンガはフェルミラボの Web サイトに請願に対する回答を掲載し[ 130 ]、敷地内の一部のエリアは特定の時間帯に ID アクセス要件付きで一般に開放されていると述べている。メルミンガの回答は、研究所が「大量の非公開情報を管理している」ことを理由に新たな制限を正当化しているが、これは研究所が全額納税者の資金で運営され、機密研究は行っておらず、すべての科学的成果を公表するという政府の義務を負っていることを指摘する請願の内容と矛盾する。請願と経営陣の回答に関するさらなる報道は、雑誌Physics Today [ 131 ]とPhysics World . [ 132 ]に掲載された。
DOE施設のリアルID要件に従い、敷地内に入場する付き添いなしの成人訪問者は全員、リアルID法に準拠した政府発行の写真付き身分証明書を提示する必要があります。[ 133 ] アクセスに関する最新の詳細は、フェルミラボのウェブサイトで確認できます。[ 134 ]
フェルミラボの初代所長ロバート・ウィルソンは、敷地内の美的景観がコンクリートブロックの建物群によって損なわれてはならないと主張した。管理棟（ウィルソン・ホール）のデザインは、フランスのボーヴェにあるサン ・ピエール大聖堂[ 135 ]に着想を得たが、ブルータリズム様式で実現された。フェルミラボの敷地内にある建物や彫刻のいくつかは、構造の一部として様々な数学的構成物を表現している。
アルキメデス螺旋は、いくつかのポンプ場やMINOS実験施設を収容する建物の象徴的な形状となっている。ウィルソン・ホールの反射池には、ウィルソンが設計した高さ32フィート（9.8メートル）の双曲オベリスクも設置されている。研究所の敷地内を走る高圧送電線の中には、ギリシャ文字のπを模して作られたものもある。また、 DNA二重らせん構造や測地線球を模した構造も見られる。
敷地内にあるウィルソンの彫刻には、工業団地近くに設置された、テバトロン衝突型加速器からリサイクルされた部品や材料で作られた鋼管の自立構造物「トラクトリシャス」や、パインストリート入口からキャンパスに入る人々を迎えるそびえ立つ「ブロークン・シンメトリー」などがある。 [ 136 ]ラムジー講堂の頂上には、直径8フィート（2.4メートル）を超えるメビウスの帯の表現がある。また、アクセス道路や村には、巨大な油圧プレスや古い磁気閉じ込めチャンネルが点在しており、すべて青く塗られている。
1967年、ウィルソンはアメリカバイソン5頭（雄1頭と雌4頭）をこの場所に連れてきて、さらに21頭がイリノイ州自然保護局から提供された。[ 137 ] [ 138 ]最初は、バイソンは研究所の放射線が危険なレベルに達した場合の警報として導入されたと恐れた地元住民もいたが、フェルミラボはこの主張には根拠がないと保証した。今日、フェルミラボのバイソンの群れは多くの訪問者を引き付ける人気のアトラクションであり[ 139 ]、敷地内は他の地元の野生生物の保護区にもなっている。[ 140 ] [ 141 ] 1976年以来、毎年この研究所でクリスマスバードカウントが行われている。[ 142 ]
フェルミラボは、デュページ郡森林保護区と協力して、敷地内の特定の建造物にアメリカメンフクロウを導入した。 [ 143 ]
運転中、粒子ビームはトリチウムを生成します。トリチウムは、陽子1個と中性子2個からなる水素の同位体で、半減期12.3年の弱い放射性物質です。これは酸素と結合してトリチウム水を生成することがあります。敷地内で測定されたトリチウム濃度は、連邦の健康および環境基準と比較して低い値です。フェルミラボは、敷地から地表水や下水に排出されるトリチウムを監視しており、詳細を知りたい人向けにFAQシートを提供しています。[ 144 ]
2023年3月1日に開催された管理契約の入札候補者向けの説明会では、プレゼンテーションのスライドで、トリチウムのサイトからの流出率は要求基準を下回っているものの、サイト内には「課題」となるほどのトリチウム汚染が存在することが示されました。[ 117 ] 特に、ミネソタ州の実験にニュートリノを送るNuMIビームラインで生成されたトリチウムが、フェルミラボキャンパス全体の機器に使用されている工業用水冷却システムに送り込まれています。その結果、「トリチウム汚染は研究施設全体に広く及んでいる」と結論付けられました。[ 117 ]
