爱华网费米国立加速器实验室（Fermi National Accelerator Laboratory，缩写为Fermilab或FNAL），简称费米实验室，是隶属于美国能源部的一所美国国家实验室，位于美国伊利诺伊斯州巴达维亚附近的草原上。实验室成立于1967年，原名为“国立加速器实验室”，主要研究领域为高能物理学、粒子物理学。
费米实验室_费米实验室 -概述
费米国家实验室的行政大楼
费米实验室最初叫作“国家加速器实验室”，位于芝加哥西边大约35英里的地方。罗伯特・威尔森（RobertWilson）是实验室的第一任领导。他不仅是一名粒子物理学家，他还专门学习过雕塑、建筑，以及其他设计课程，所以，在他的直接设计和指导下建立起来的实验室被批评家赞赏为“艺术与科学抱负的稀有结合”。
虽然费米实验室名声在外，但至今还从未出过一名诺贝尔奖得主。费米国家实验室（Fermilab）的Tevatron加速器以及欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LargeHadronCollider，LHC）都在全力寻找希格斯玻色子(Higgsboson)。希格斯玻色子被认为是物质的质量之源，1988年诺贝尔物理学奖获得者莱德曼将其称为“上帝粒子”。这种粒子是物理学家们从理论上假定存在的一种基本粒子。
希格斯玻色子-内部结构模型图
费米实验室_费米实验室 -发展历程
左图为费米国家实验室鸟瞰
费米实验室（Fermilab）原名为国家加速器实验室，根据美国总统林登B.约翰逊1967年11月21日签署的法案，由美国原子能委员会负责管理。创建该所的威尔逊（RobertR.Wilson）所长为该所建立的严格原则是：杰出的科学、艺术的瑰丽、土地的守护神、经费上精打细算和机会均等。该实验室由大学联合协会建立。自建立之日起，该协会即按此原则管理这一实验室。为纪念1938年诺贝尔奖获得者和原子时代最杰出的物理学家之一的E.费米，该实验室于1974年5月11日重新命名为费米国家实验室。
1968年12月1日，费米的直线加速器破土动工；1969年10月3日主环（200GeV的质子加速器）破土动工。
从1970年代初费米实验室投入运转开始，它就受到CERN的挑战。当时它的加速器是让粒子轰击固定的目标，而1971年CERN落成了世界上第一台强子对撞机。后者是让高速运行的粒子束对撞，因而能爆发出更大的能量。
1972年3月1日第一个能量为200GeV的束流通过主环，使费米实验室产生了世界上最高能量的粒子。Tevatron是费米实验室建造的质子-反质子对撞机，周长4英里。
强子-内部结构模型图
1973年，费米实验室曾经非常接近于一次成功。它与CERN几乎同时宣布观察到一种称为“中性流”的事件，然而，后续的修正和验证却表明费米实验室喊了一次“狼来了”。这令CERN的团队很紧张，但验证之后发现CERN提供的证据是确实的。CERN团队的一名成员说：“弱中性流的发现……让CERN在领域中登上领先地位。”
1983年开始运行时命名为能量倍增器（EnergyDoubler），是世界上能量最高的粒子加速器。该加速器的1000块超导磁铁由液氦冷却，使温度达到摄氏零下268度，其低温冷却系统在1983年投入运行时为加速器历史上历来建造的最大的低温系统。
1983年7月，Tevatron能量倍增器产生了第一个能量为512GeV的束流。1983年8月16日反质子源破土动工。1984年2月，能量倍增器产生了第一个能量为800GeV的束流。1985年10月13日，CDF探测器在质心能量1.6TeV时首次观测到质子反质子对撞。
1986年10月20日能量倍增器产生第一个能量为900GeV的束流。Tevatron成为世界最高能量的质子-反质子对撞机。
1994年4月26日科学家们找到了顶夸克存在的直接证据。
1995年3月3日CDF组和D0组在176GeV的能量上发现了顶夸克，如此大的质量，出乎物理学家的预料。为增加质子反质子在Tevatron的对撞次数，90年代，美国批准了Tevatron-II计划，在原2公里隧道外新建一个能量为150GeV的常规磁铁环作为新注入器，亮度提高10倍，1993年5月22日主注入器加速器破土动工。1993年9月4日,新的400MeV直线加速器调试完成。
1998年3月CDF组发现Bc介子。
1999年2月24日KteV组直接观测到中性K介子中CP破坏。
2000年7月21日DONUT组首次直接观测到τ中微子，填补了粒子标准模型中的最后一个空白。科学家们对大型探测器CDF和D0进行了改进，为Tevatron-II。
2001年2月竣工后能有新的重大发现和开展新的物理工作奠定了基础。
费米实验室_费米实验室 -所开展的实验
图为CDF探测器中心部分
一、CDF实验
CDF系在费米实验室Tevatron上开展的实验。Tevatron将质子和反质子加速到接近光速，然后让它们在CDF探测器中发生对撞。CDF探测器被用来研究质子与反质子发生对撞的产物。这样做旨在试图重建对撞中所发生的现象，最终了解物质是怎样组合在一起的，自然界利用什么力创造了我们周围的世界。(右图为CDF探测器中心部分)
二、D0实验
该实验在费米实验室Tevatron上进行，研究最高能量时质子与反质子的相互作用，寻找揭示宇宙最基本组成部分特性的粒子的线索。（D0探测器）
三、MINOS（主注入器中微子震荡寻找）实验
MINOS实验又称长基线实验，利用费米实验室中微子主注入器工程建造的设备，寻找具有极小质量被称为中微子的存在的证据。
费米新的主注入器作为MINOS实验的中微子源，实验的长基线从这里开始，探测器放在735公里之外的明尼苏达州北部原Soudan铁矿里。(Soudan矿中现有1000吨探测器)
参加MINOS实验的科学家们对从费米实验室出来的中微子和到达Soudan铁矿中的探测器的中微子的特性进行测量和比较。这两个探测器中中微子相互作用的特点之别提供不同类型的中微子震荡的证据，因此得出中微子质量。
四、MiniBooNE实验
该实验通过寻找中微子震荡来测量中微子质量。中微子的质量很重要，因为它可使科学家们发现超出标准模型的物理。MiniBooNE实验可获得的质量，将增加我们对宇宙是如何演变的了解。该实验始于1997年，2002年11月探测到第一批束流感应中微子事例。(MiniBooNE探测器)
费米实验室_费米实验室 -研究成果
图为Tevatron主环隧道A段
世界上最大的质子反质子对撞机
费米实验室成功地运行了世界上能量最高的粒子加速器和仅有的质子反质子对撞机。来自美国和国外大学的粒子物理学家利用费米实验室开展高能物理研究。（右图为Tevatron主环隧道A段）
加速器设计、建造和运行
国际上公认费米实验室在加速器预制研究方面具有创新性，这是发展更先进的加速器理论的基础。新的加速器理论会导致研制出新型加速器，以回答有关物质，空间和时间色基本问题。
超导磁铁的研究、设计与开发
费米实验室在成功开发超导磁铁，提高质子加速器能量所需的基本技术方面，在世界上处于领先地位。（右图为超导线）
探测器开发
费米实验室的CDF和D0探测器是建造的最大的粒子探测器。技术上的进步，像硅探测器，继续使世界上最大的显微镜的性能得到改进，以便开展将来的实验。
高性能计算
为记录和分析粒子物理中产生的数据，费米实验室缩小了计算的限度，为美国下一代计算机做出了重要贡献。费米实验室被公认为在处理大量数据方面具有经验，首建并行计算机取得成功，并愿意尝试在技术上具有风险的新方向。
医用加速器
费米实验室建造了癌症治疗中心使用的粒子加速器。费米实验室的直线加速器产生中子束流，供中西部中子治癌研究所使用。从1976年开始，共治疗300多位癌症患者。加州LomaLinda中子治疗中心有一台费米实验室1988-1989年建造的质子加速器，运行的10年中，该中心共治疗了6000位癌症患者。
费米实验室_费米实验室 -关于上帝粒子
“上帝粒子”，即希格斯玻粒子
欧洲核子研究中心在20世纪80年代刚刚构思建立大型强子对撞机时，就把证实“上帝粒子”的存在作为它的奋斗目标，而美国费米国家实验室也不甘落后，试图后来居上。德州大学奥斯汀分校物理学家罗伊・舒维特(RoySchwitters）就表示：“同欧洲核子研究中心展开竞争是值得的，大型强子对撞机虽然有机会找到希格斯玻色子，但把握也不是很大。”
在粒子物理学领域，美国同欧洲一直有互相竞争的历史，这不仅关系到美国和欧洲的科学权威性，也关系到他们的国家荣誉。欧洲核子研究中心在20世纪80年代刚刚构思建立大型强子对撞机时，就把证实“上帝粒子”的存在作为它的奋斗目标，而美国费米国家实验室也不甘落后，试图后来居上，美国和欧洲在粒子物理领域一直交替领先。
费米实验室_费米实验室 -相关人物
费米
费米，意大利。美国物理学家费米无疑是自枷利略以来最伟大的意大利科学家，是1925-1950年间世界上最富创造性的物理学家之一。费米由于“发现新的放射性物质和发现慢中子的选择能力”而荣获1938年诺贝尔物理学奖。
