Национальная ускорительная лаборатория SLAC

редактировать

Национальная ускорительная лаборатория SLAC
SLAC LogoSD.png
SLAC aerial.jpg
Дата основания1962 г.
Тип исследованияФизические науки
Бюджет 383 миллиона долларов (2017)
Область исследованийФизика ускорителей. Фотонная наука
Директор
Персонал 1,684
Адрес2575 Sand Hill Rd.. Менло-Парк, Калифорния 94025
МестоположениеМенло-Парк, Калифорния, США. 37 ° 25′12,7 ″ N 122 ° 12'16,46 ″ W / 37,420194 ° N 122,2045722 ° W / 37,420194; -122.2045722 Координаты : 37 ° 25'12,7 ″ с.ш., 122 ° 12'16,46 ″ з.д. / 37,420194 ° с.ш. 122.2045722 ° Вт / 37,420194; -122.2045722
Кампус 172 га (426 акров)
ПсевдонимSLAC
Филиалы США Министерство энергетики. Стэнфордский университет
Нобелевские лауреаты Бертон Рихтер. Ричард Э. Тейлор. Мартин Л. Перл
Веб-сайтwww.slac.stanford.edu
Карта
Национальная ускорительная лаборатория SLAC находится в Калифорнии SLAC National Accelerator Labor atory Местоположение в Калифорнии

Национальная ускорительная лаборатория SLAC, первоначально называвшаяся Стэнфордский центр линейных ускорителей, является Министерством энергетики США Национальная лаборатория, управляемая Стэнфордским университетом под программным руководством Управления науки Министерства энергетики США и расположенная в Менло-Парк, Калифорния. Здесь находится Стэнфордский линейный ускоритель, 3,2-километровый (2 мили) линейный ускоритель, построенный в 1966 году и остановленный в 2000-х годах, который мог ускорять электроны до энергии в 50 единиц. ГэВ.

Сегодня исследования SLAC сосредоточены на обширной программе в областях атомной и физики твердого тела, химии, биологии и медицина с использованием рентгеновских лучей синхротронного излучения и лазера на свободных электронах, а также экспериментального и теоретического исследования в области элементарной физики элементарных частиц, астрофизики элементарных частиц и космологии.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Компоненты
    • 2.1 Ускоритель
    • 2.2 Стэнфордский линейный коллайдер
    • 2.3 Большой детектор SLAC
    • 2.4 PEP
    • 2.5 PEP-II
    • 2.6 Стэнфордский источник синхротронного излучения
    • 2.7 Космический гамма-телескоп Ферми
    • 2.8 KIPAC
    • 2.9 PULSE
    • 2.10 LCLS
    • 2.11 LCLS-II
    • 2.12 FACET
    • 2.13 NLCTA
  • 3 Другие открытия
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

История

Вход в SLAC в парке Менло. Вход в SLAC в Менло-Парк

Основанный в 1962 году как Стэнфордский центр линейных ускорителей, объект расположен на 172 гектарах (426 акров) земли, принадлежащей Стэнфордскому университету, на Сэнд-Хилл-роуд в Менло-Парке, Калифорния, к западу от главного кампуса университета. Главный ускоритель имеет длину 3,2 километра (2 мили) - самый длинный линейный ускоритель в мире - и работает с 1966 года.

Исследования в SLAC принесли три Нобелевских премий по физике

Исследования SLAC получили получил три Нобелевских премий по физике :

SLAC также стали местом проведения Homebrew Computer Club и других пионеров домашних компьютеров. революция конца 1970-х - начала 1980-х годов.

В 1984 году лаборатория была названа Национальной исторической инженерной достопримечательностью ASME и IEEE Milestone.

SLAC, а в декабре 1991 года начала проводить первую в мире World Сервер Wide Web за пределами Европы.

В начале-середине 1990-х Стэнфордский линейный коллайдер (SLC) исследовал свойства Z-бозона с помощью Стэнфордского большого детектора..

По состоянию на 2005 год в SLAC работало более 1000 человек, около 150 из которых были физиками с докторскими степенями, и ежегодно обслуживали более 3000 приглашенных исследователей, работающих ускорители элементарных частиц для физики высоких энергий и Стэнфордская лаборатория синхротронного излучения (SSRL) для исследования излучения синхротронного света, которое было «незаменимым» в исследование, приведшее к присуждению Нобелевской премии по химии 2006 года, присужденной Стэнфордскому профессору Роджеру Д. Корнбергу.

В октябре 2008 года Министерство энергетики объявило, что название центра будет изменено на Национальная ускорительная лаборатория SLAC. Приведенные причины включают лучшее представление о новом направлении развития лаборатории и возможность использовать торговую марку для названия лаборатории. Стэнфордский университет юридически выступил против попытки Министерства энергетики ввести товарный знак «Стэнфордский центр линейных ускорителей».

В марте 2009 года было объявлено, что Национальная ускорительная лаборатория SLAC должна получить 68,3 миллиона долларов в рамках финансирования Закона о восстановлении. от Управления науки Министерства энергетики.

В октябре 2016 года компания Bits and Watts начала сотрудничество между SLAC и Стэнфордским университетом с целью разработки «более совершенных и экологически чистых электрических сетей». Позже SLAC отказался от опасений по поводу своего отраслевого партнера, государственной китайской электроэнергетической компании.

Компоненты

SLAC 3-километровая (2 мили) Klystron Gallery над каналом связи Ускоритель

Ускоритель

Часть пучка SLAC

Основным ускорителем был линейный ускоритель RF, который ускорял электроны и позитроны до 50 ГэВ. При длине 3,2 км (2,0 мили) ускоритель был самым длинным линейным ускорителем в мире и был заявлен как «самый прямой объект в мире». до 2017 года, когда открылся европейский рентгеновский лазер на свободных электронах. Главный ускоритель находится на глубине 9 м (30 футов) под землей и проходит под шоссе 280. Наземная галерея клистрона наверху линии луча была самым длинным зданием в Соединенных Штатах до тех пор, пока в 1999 году не были завершены сдвоенные интерферометры проекта LIGO. Это легко различим с воздуха и отмечен как визуальная путевая точка на аэронавигационных картах.

Часть исходного линейного ускорителя теперь является частью когерентного источника света линейного ускорителя.

Яма и детектор SLC

Стэнфордский линейный коллайдер

Стэнфордский линейный коллайдер был линейным ускорителем, который сталкивал электроны и позитроны в SLAC. центр масс энергия составляла около 90 ГэВ, что равно массе Z-бозона, который ускоритель был разработан для изучения. Аспирант Барретт Д. Милликен обнаружил первое событие Z 12 апреля 1989 года, изучая компьютерные данные предыдущего дня из. Основная часть данных была собрана Центром исследований, который появился в сети в 1991 году. Несмотря на то, что Большой электронно-позитронный коллайдер в ЦЕРН, который начал работать в 1989 году, он в значительной степени затмил 193>поляризованный электронный пучок на SLC (близкий к 80%) сделал возможными некоторые уникальные измерения, такие как нарушение четности в взаимодействии кварков Z-бозон и b.

В настоящее время ни один луч не входит в южную и северную дуги в машина, которая ведет к окончательной фокусировке, поэтому эта секция законсервирована, чтобы направлять луч в секцию PEP2 от распределительного устройства луча.

Вид изнутри SLD

Большой детектор SLAC

Большой детектор SLAC (SLD) был основным детектором Стэнфордского линейного коллайдера. Он был разработан в первую очередь для обнаружения Z-бозонов, возникающих в результате электрон-позитронных столкновений ускорителя. Построенный в 1991 году, SLD работал с 1992 по 1998 год.

PEP

PEP (Positron-Electron Project) начал работу в 1980 году с энергией центра масс до 29 ГэВ. На вершине PEP было пять действующих детекторов крупных частиц, а также шестой меньший детектор. Около 300 исследователей использовали ПЭП. PEP прекратил работу в 1990 году, а PEP-II начал строительство в 1994 году.

PEP-II

С 1999 по 2008 год основной целью линейного ускорителя была инжекция электронов и позитронов в Ускоритель PEP-II, электрон-позитронный коллайдер с парой накопительных колец в окружности 2,2 км (1,4 мили). На PEP-II был проведен эксперимент BaBar, один из так называемых B-Factory экспериментов по изучению симметрии зарядовой четности.

Стэнфордский источник синхротронного излучения

Стэнфордский источник синхротронного излучения (SSRL) - это пользовательское устройство синхротронного излучения, расположенное в кампусе SLAC. Первоначально созданный для физики элементарных частиц, он использовался в экспериментах, в которых был обнаружен J / ψ-мезон. Сейчас он используется исключительно для материаловедческих и биологических экспериментов, в которых используется высокоинтенсивное синхротронное излучение, испускаемое накопленным электронным пучком, для изучения структуры молекул. В начале 1990-х годов для этого накопителя был построен независимый инжектор электронов, что позволило ему работать независимо от основного линейного ускорителя.

Космический гамма-телескоп Ферми

Космический гамма-телескоп Ферми

SLAC играет главную роль в миссии и работе космического гамма-телескопа Ферми, запущенного в августе 2008 года. Основные научные цели этой миссии:

  • Понять механизмы ускорения частиц в AGN, пульсарах и SNR.
  • . Разрешить гамма-изображение неба: неопознанные источники и диффузное излучение.
  • Для определения высокоэнергетического поведения гамма-всплесков и переходных процессов.
  • Для исследования темной материи и фундаментальной физики.

KIPAC

Институт астрофизики элементарных частиц и космологии им. Кавли (KIPAC) частично размещается на территории SLAC в дополнение к его присутствию в основном кампусе Стэнфорда.

PULSE

Стэнфордский институт PULSE (PULSE) - это независимая Стэнфордская лаборатория, расположенная в центральной лаборатории SLAC. PULSE был создан Стэнфордским университетом в 2005 году, чтобы помочь преподавателям Стэнфордского университета и ученым SLAC в разработке сверхбыстрых рентгеновских исследований в LCLS. Публикации исследований PULSE можно просмотреть здесь.

LCLS

Линаковый когерентный источник света (LCLS) - это лазер на свободных электронах, расположенный в SLAC. LCLS частично является реконструкцией последней 1/3 исходного линейного ускорителя в SLAC и может доставлять чрезвычайно интенсивное рентгеновское излучение для исследований в ряде областей. Первая лазерная генерация была получена в апреле 2009 года.

Аэрофотоснимок Стэнфордского центра линейных ускорителей, показывающий 3,2-километровое (2-мильное) здание, в котором находится пучок ускорителя, который проходит под межштатной автомагистралью 280. Детекторный комплекс виден на востоке, с правой стороны.

Лазер производит жесткое рентгеновское излучение, в 10 раз превышающее относительную яркость традиционных синхротронных источников и является самым мощным источником рентгеновского излучения в мире. LCLS позволяет проводить множество новых экспериментов и обеспечивает усовершенствования существующих экспериментальных методов. Часто рентгеновские лучи используются для получения «снимков» объектов на атомном уровне перед уничтожением образцов. Длина волны лазера в диапазоне от 0,13 до 6,2 нм (от 200 до 9500 электрон-вольт (эВ)) похожа на ширину атома, обеспечивая чрезвычайно подробную информацию, которая ранее была недостижима. Кроме того, лазер способен захватывать изображения с «выдержкой», измеряемой в фемтосекундах или миллиардных долях секунды, что необходимо, потому что интенсивность луча часто достаточно высока, чтобы образец взорвался в фемтосекундной шкале времени.

LCLS-II

Проект LCLS-II предусматривает существенное обновление LCLS путем добавления двух новых рентгеновских лазерных лучей. Новая система будет использовать 500 м (1600 футов) существующего туннеля, чтобы добавить новый сверхпроводящий ускоритель на 4 ГэВ и два новых набора ондуляторов, которые увеличат доступный диапазон энергий LCLS. Развитие открытий, использующих эти новые возможности, может включать новые лекарства, компьютеры следующего поколения и новые материалы.

FACET

В 2012 году первые две трети (~ 2 км) исходный SLAC LINAC был повторно введен в эксплуатацию для нового пользовательского объекта, объекта Advanced Accelerator Experimental Tests (FACET). Эта установка была способна доставлять пучки электронов (и позитронов) с энергией 20 ГэВ и 3 нКл с короткими сгустками и небольшими размерами пятна, что идеально для исследований по ускорению плазмы с помощью пучка. В 2016 году на объекте закончились работы по строительству LCLS-II, который займет первую треть SLAC LINAC. В рамках проекта FACET-II будут восстановлены пучки электронов и позитронов в средней трети LINAC для продолжения исследований ускорения плазмы с помощью пучка в 2019 году.

NLCTA

The Next Linear Collider Test Accelerator (NLCTA) - это линейный ускоритель с электронным пучком высокой яркости 60–120 МэВ, используемый для экспериментов по усовершенствованным методам манипулирования пучком и ускорения. Он расположен на конечной станции B. SLAC. Список соответствующих исследовательских публикаций можно просмотреть здесь.

Другие открытия

  • SLAC также сыграл важную роль в разработке клистрона, высокого -мощность микроволновая усилительная трубка.
  • В настоящее время ведутся активные исследования по ускорению плазмы с недавними успехами, такими как удвоение энергии электронов 42 ГэВ в метровом масштабе ускоритель.
  • На территории SLAC была обнаружена палеопарадоксия, и ее скелет можно увидеть в небольшом музее там, в Бризуэй.
  • Использовалась установка SSRL. выявить скрытый текст в Палимпсесте Архимеда. Рентгеновские лучи от источника синхротронного излучения заставили железо в оригинальных чернилах светиться, что позволило исследователям сфотографировать исходный документ, который стер христианский монах.

См. Также

  • Портал области залива Сан-Франциско

Источники

Внешние ссылки

На Викискладе есть средства массовой информации на Национальная ускорительная лаборатория SLAC.
Последняя правка сделана 2021-06-06 03:39:48
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте