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勞倫斯伯克利國家實驗室
鎖定
勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory,LBNL或LBL),美國最傑出的國家實驗室之一,位於舊金山灣區東北部、美國著名學府加利福尼亞大學伯克利分校後山(Berkeley Hills)
[1]
。勞倫斯實驗室隸屬美國能源部,具體由加州大學負責運行;實驗室前身是“加州大學輻射實驗室”,而後為了紀念伯克利著名實驗物理學家歐內斯特·勞倫斯(Ernest O. Lawrence, 1939年物理諾貝爾獎得主)而更名為勞倫斯伯克利國家實驗室
[2]
。
勞倫斯伯克利國家實驗室的研究領域包括物理學、生命科學、化學等基礎科學,還包括能源效率、迴旋加速器、先進材料、粒子加速器、檢測器,工程學、計算機科學等,在材料研究方面主要是納米材料、磁性材料、薄膜材料、超導材料等。
在科學界,LBNL相當於“卓越”(Excellence)的同義詞。截止2015年,與勞倫斯實驗室相關的13個科學家及組織獲得諾貝爾獎
[3]
、70位科學家是美國國家科學院(NAS)的院士(院士在美國是科學家最高的榮譽之一)、13 位科學家獲得了科研領域國家最高終身成就獎—美國國家科學獎章、18位工程師當選為美國國家工程院院士、3位科學家被選入醫學研究所等等
[4]
。此外,LBNL培養了數千名大學理科和工程專業的學生,他們推動着全美國和世界各地的技術革新
[5]
。該實驗室為美國第一顆原子彈及氫彈的研製提供了最原始最基本的實驗以及機械支持。勞倫斯實驗室對幫助判斷什麼是二戰的三個最有價值的技術開發項目(原子彈,低空爆炸信管和雷達)作出了貢獻。
- 中文名
- 勞倫斯伯克利國家實驗室
- 外文名
- Lawrence Berkeley National Laboratory
- 研究領域
- 核科學,物理學,生命科學,化學,等等
- 地理位置
- 美國加州大學伯克利分校
- 佔地面積
- 81 公頃
- 隸屬單位
- 美國能源部
- 運行單位
- 加利福尼亞大學
- 主要獎項
- 13個諾貝爾獎 [3]
- 現任主任
- Michael Witherell [6]
- 建立時間
- 1931年
勞倫斯伯克利國家實驗室簡介
勞倫斯伯克利實驗室是1939年諾貝爾物理學獎得主歐內斯特·勞倫斯教授於1931年建立的;最初,歐內斯特·勞倫斯在加州大學伯克利分校的校園獲得一個廢棄實驗室,用來安放他的第一台迴旋加速器。8月26日,加州大學輻射實驗室(Radiation Laboratory of the University of California)正式創建,該實驗室成為迴旋加速器先驅者的大本營。早期關注於高能物理領域的研究,建起了第一批電子直線加速器,發現了一系列超重元素,開闢了放射性同位素、重離子科學等研究方向,成為美國乃至世界核物理學的聖地。它是美國一系列著名實驗室:勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)
[7]
、洛斯·阿拉莫斯國家試驗室(LANL)
[8]
、布魯克海文國家實驗室(BNL)
[9]
等國家實驗室的先驅,也是世界上成百所加速器實驗室的楷模。
勞倫斯伯克利國家實驗室現在研究的領域非常寬泛,下設18個研究所和研究中心,涵蓋了高能物理、地球科學、環境科學、計算機科學、能源科學、材料科學等多個學科。勞倫斯伯克利實驗室建立以來,共培養了包括5位諾貝爾物理學獎得主和4位諾貝爾化學獎得主在內的13名諾貝爾獎得主(及機構)。勞倫斯伯克利國家實驗室現有3800名僱員,其中相當一部分是伯克利分校的老師和學生,2004年的財政預算超過5億美元。特別值得提出的是,2004-2008年的主任是美國原能源部部長朱棣文先生
[10]
,他是極少數擔任美國國家學術機構領導的華人之一。研究領域包括生命科學,化學,物理學,能源效率,迴旋加速器,先進材料,加速器、檢測器,工程、數學、計算機科學等,在材料研究方面主要是納米材料、磁性材料、薄膜材料、超導材料等。
[11]
勞倫斯伯克利國家實驗室成就
¨發明了迴旋加速器 - 歐內斯特·勞倫斯(E.O. Lawrence)獲得1939年諾貝爾物理獎的圓形加速器;
¨發現了鍀 - 成為醫學中最廣泛應用鍀放射性同位素的第一個人造元素;
¨建造了60英寸鍀迴旋加速器 - 誕生了克羅克輻射實驗室和核醫學;
¨建造了184英寸的同步迴旋加速器 - 由加州大學伯克利分校校園移到伯克利山上的位置;
¨發明了第一台質子直線加速器 - 至今腫瘤門診用於治療癌症的一種類型的加速器;
¨發明了Anger照相機 - Hal Anger研製出第一台組織中成像放射性同位素伽馬射線照相機;
¨發明了化學激光器 - 成為最通用和廣泛使用的科學工具之一;
¨正電子斷層照相(PET)獲得突破 - 開發出世界上用於診斷研究分辨率最高的PET掃描儀
¨超導磁鐵打破特斯拉記錄 - LBNL成為世界上超導電磁技術的領導者;
¨在帕克菲爾德(Parkfield)開始進行地震研究 - LBNL成為地下成像技術的領導者;
¨發明了SQUIDs - 測量超微型磁場用的超導量子干涉設備(SQUIDs);
¨發明了智能窗 - 嵌入的電極能使窗户的玻璃對陽光的變化作出反應;
¨國家電子顯微術中心開放 - 世界上最強大的電子顯微鏡之家將產生第一批碳原子晶格圖象;
¨創造了DOE-2程序 - 用於模擬加熱、照明和空調費用的節能計算程序;
¨確定了好的和壞的膽固醇 - 在膽固醇種發現了兩種形式的脂蛋白,高密度和低密度,前者是好的,後者對心臟病是壞的;
¨北極發現煤煙 - LBNL的黑碳儀揭示在北極輻射吸收黑色顆粒濃度大,説明污染是全球性的問題;
¨發明了隨機渦方法 - 數學模型描述湍流,在宇宙中最常見的運動形式;
¨創造了下一代氣凝膠 - LBNL研製96%是空氣的材料,導致建立美國第一個商業氣凝膠公司;
¨建立了正常人上皮細胞株 - 形成在培育中無限生活的細胞為癌症研究打開新的大門;
¨提出細胞外基質理論 - 突破性的理論將乳腺癌的發展與圍繞乳腺細胞的微環境崩潰聯繫在一起;
¨人類基因組工程開始 -被指定能源部兩個中心之一的LBNL進行繪製和對人類基因組進行排序,該項目於2003年成功完成;
¨發明了固體聚合物電池 - 新種類的聚合物陰極使新家族的輕型充電電池成為可能;
¨COBE衞星記錄早期宇宙的萌芽 - LBNL搭載美國宇航局衞星的探測器揭示導致產生今天星系的宇宙微波背景的波動,喬治·斯穆特(George Smoot)獲得2006年諾貝爾物理學獎
[33-34]
;
¨先進光源ALS開放 - 產生世界上用於科學研究的最亮的軟X射線和紫外光;
¨確定了心臟病的基因 - 新的證據將動脈硬化症與一個單個顯性基因聯繫在一起;
¨超硬碳氮化合物 - 在理論模型基礎上設計的新化合物比鑽石更強硬;
¨第一次看到DNA雙螺旋線 - 不變的DNA圖像讓科學家門首次看到雙螺旋線;
¨凱斯特森(Kesterson)水庫威脅揭密 - LBNL發現被農業徑流硒污染野生動物庇護所暴露普遍的生態危害;
¨第一個飛秒X射線束流 - 先進光源ALS的束流脈衝長度被限定到僅一秒的十億分之幾秒;
¨發明了硫燈 - 實驗室科學家們幫助分子發射器產生的能效比傳統白熾燈泡高四倍和亮度高700倍;
¨國家能源研究科學計算中心(NERSC)移到LBNL
[35]
- LBNL成為國家能源研究科學計算中心的東道主,該中心是美國能源部科學局的旗艦科學計算設施;
¨細胞衰老與癌症 - 生物測定幫助科學家們確定在活着的有機體中的生物衰老細胞,並發現與癌症的聯繫;
¨世界上最強大的伽馬探測器(Gammasphere)亮相 - 世界上最敏感的伽馬輻射探測器賦予好萊塢靈感,生產出好萊塢大片《綠巨人》;
¨構思出B工廠 - 與SLAC合作建造第一台不對稱粒子對撞機,稱為B工廠,它將繼續顯示CP破缺的第一個證據;
¨傳輸控制協議/因特網互聯協議(TCP / IP)的流量控制算法 - LBNL開發的算法大大減少網絡的交通擠塞情況,並被廣泛地與認為能夠防止互聯網發生不可避免的擁塞崩潰;
¨發現了頂夸克 - LBNL的科學家參加了在Tevatron上進行的兩個歷史性CDF和D0實驗,找到預測的六個夸克中最後、也是最難以捉摸的頂夸克;
¨紫外線淨水器防止霍亂暴發 - 紫外線光快速和廉價消毒偏遠地區的水;
¨尤卡山的3維計算機模型- 水文地質模型顯示核廢料儲存庫選在內華達山是合理的;
¨開發了混合型太陽能電池 - 納米技術與塑料電子學相結合,產生可以大量生產多種不同形狀的光電設備;
¨發明了小人激光器 - 紫外發光納米線激光器測量100納米的直徑,或千分之一的人的頭髮
¨發明了伯克利燈 - 熒光枱燈比傳統枱燈減少50%的能源費用;
¨合成生物學的突破 - 在主要研究所的第一個合成生物學部創造了抗瘧疾和抗艾滋病的超級藥物合成基因;
¨創造了世界上最小的合成電動機 - 由碳納米管和金子製作的旋轉電動機長度低於300納米;
¨分子鑄造廠開放 - 能源部國家用户設施,專門用於涉及、合成和表徵納米尺度材料。
¨將窗變成了節能器 - LBNL開發出阻止熱夏天進入冬天熱逃脱的窗口鍍膜;
¨斜屋頂防全球變暖 - LBNL在分析和實現反射陽光、降低表面温度和大幅度消減冷卻費用的冷屋頂材料中處於領先地位;
¨保存了不久以前的聲音 - 實驗室的科學家們研製出一種進行數字化改造過於脆弱無法播放的老化錄音,如數字化19世紀後期愛迪生的蠟盤。
¨使器具物盡其職 - LBNL的科學家們幫助擬定了各種器具的聯邦政府能效標準;
¨創造了超小型DNA取樣器 - 確定空氣、水和土壤樣品中微生物的工具,廣泛用於公共衞生、醫學和環境清除項目;
¨開發超強氣候模型 - 在LBNL國家能源研究科學計算中心進行的氣候模擬幫助使全球變暖稱為餐桌上的交談話題;
¨促成了中國的能源效率- 中國在制定能源標識和電器標準時,LBNL給予了相當大的支持,還幫助提高中國的住宅和商業樓宇以及工業部門如水泥製造業的能源效率;
¨使星星更近 - 二十世紀七十年代LBNL開發的革命性的望遠鏡技術能使科學家們一睹數十億光年遠的超新星。拼接鏡面設計用於世界上的許多天文台。
- 參考資料
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- 1. 勞倫斯實驗室簡介 .勞倫斯伯克利實驗室官網[引用日期2015-11-29]
- 2. 勞倫斯實驗室歷史 .勞倫斯實驗室官網[引用日期2015-11-29]
- 3. 勞倫斯實驗室諾貝爾獎得主 .勞倫斯實驗室官網[引用日期2015-11-29]
- 4. 勞倫斯伯克利國家實驗室介紹 .勞倫斯伯克利國家實驗室官網[引用日期2016-01-21]
- 5. 美國勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL) .中國科學院重大科技基礎設施[引用日期2015-02-11]
- 6. 勞倫斯實驗室主任 .勞倫斯實驗室官網[引用日期2015-11-30]
- 7. LLNL歷史 .LLNL官網[引用日期2016-05-16]
- 8. LANL歷史 .LANL官網[引用日期2016-05-16]
- 9. BNL歷史 .BNL官網[引用日期2016-05-16]
- 10. 朱棣文 .美國能源部官網[引用日期2015-11-30]
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- 12. 1951年諾貝爾化學獎 .諾貝爾獎官網[引用日期2016-12-09]
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- 14. Edward McMillan .諾貝爾獎官網[引用日期2016-12-09]
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- 17. Building 51 and Bevatron Demolition .勞倫斯伯克利國家實驗室官網[引用日期2016-12-09]
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- 29. Luis Alvarez (1911-1988) .加州大學伯克利分校官網[引用日期2016-12-09]
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- 33. George Smoot 簡介 .諾貝爾獎官網[引用日期2016-12-10]
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- 38. 計算技術界的重大突破:1nm晶體管誕生 .網易[引用日期2016-10-08]
- 39. 不怕天寒地凍,不會着火,含氟電解質帶來四季適用汽車電池 .科技日報.2023-05-20[引用日期2023-05-20]
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