全球著名的實驗室簡介

1、國外著名實驗室版本一實驗室是科學(xué)的搖籃，是科學(xué)研究的基地，對科技發(fā)展起著十分重要的作用。在國際上享有盛譽(yù)的著名實驗室更被喻為科研領(lǐng)域的麥加，是科技工作者向往和追隨的地方。這些實驗室往往代表了世界前沿基礎(chǔ)研究的最高水平，誕生了一大批諾貝爾獎獲得者和具有劃時代意義的科技創(chuàng)新成果，是開展高層次學(xué)術(shù)交流的重要場所。下面選取一些具有代表性的，分類加以介紹。一、第一類是建立在大學(xué)里面，附屬于大學(xué)或者是由大學(xué)代管的實驗室。例如：英國劍橋大學(xué)的卡文迪什實驗室，莫斯科大學(xué)的物理實驗室，荷蘭萊頓大學(xué)的低溫實驗室，英國曼徹斯特大學(xué)的物理實驗室，等等。美國很多一流的研究型大學(xué)都為政府代管國家實驗室，這些設(shè)在大學(xué)里的國

2、家實驗室作為原始性創(chuàng)新基地，在國家基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)和科技攻關(guān)中承擔(dān)著重要使命。1、加州大學(xué)伯克利分校的勞倫斯伯克利國家實驗室（LawrenceBerkeleyNationalLaboratory，簡稱LBNL)勞倫斯伯克利國家實驗室位于美國加州大學(xué)伯克利分校，占地81公頃，毗鄰舊金山灣。它隸屬于美國能源部，由伯克利代管。勞倫斯伯克利實驗室是1939年諾貝爾物理學(xué)獎得主歐內(nèi)斯特.奧蘭多.勞倫斯先生于1931年建立的，早期關(guān)注于高能物理領(lǐng)域的研究，建起了第一批電子直線加速器，發(fā)現(xiàn)了一系列超重元素，開辟了放射性同位素、重離子科學(xué)等研究方向，成為美國乃至世界核物理學(xué)的圣地。它是美國一系列著名實驗室：

3、Livermore，LosAlamos，Brookhaven等實驗室的先驅(qū)，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(xiàn)在研究的領(lǐng)域非常寬泛，下設(shè)18個研究所和研究中心，涵蓋了高能物理、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、能源科學(xué)、材料科學(xué)等多個學(xué)科。勞倫斯伯克利實驗室建立以來，共培養(yǎng)了5位諾貝爾物理學(xué)獎得主和4位諾貝爾化學(xué)獎得主。勞倫斯伯克利國家實驗室現(xiàn)有3800名雇員，其中相當(dāng)一部分是伯克利分校的老師和學(xué)生，2004年的財政預(yù)算超過5億美元。特別值得提出的是，目前實驗室的主任是朱棣文先生，他是極少數(shù)擔(dān)任美國國家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)的華人之一。2、麻省理工學(xué)院的林肯實驗室(Lincoln

4、Laboratory)MIT于1951年在麻省的列克辛頓(Lexington)創(chuàng)建了林肯實驗室。其前身是研制出雷達(dá)的輻射實驗室。該實驗室是聯(lián)邦政府投資的研究中心，其基本使命是把高科技應(yīng)用到國家安全的危急問題上。它很快在防空系統(tǒng)的高級電子學(xué)研究中贏得了聲譽(yù)，其研究范圍又迅速擴(kuò)展到空間監(jiān)控、導(dǎo)彈防御、戰(zhàn)場監(jiān)控、空中交通管制等領(lǐng)域，是美國大學(xué)第一個大規(guī)模、跨學(xué)科、多功能的技術(shù)研究開發(fā)實驗室。1957年該實驗室建成全固態(tài)、可編程數(shù)字計算機(jī)控制的雷達(dá)系統(tǒng)(MillstoneHillradar)，實現(xiàn)了對空間目標(biāo)的實時跟蹤，既能跟蹤蘇聯(lián)衛(wèi)星的活動，也能監(jiān)控卡那維拉爾角的火箭發(fā)射。后來，這發(fā)展成彈道導(dǎo)彈戰(zhàn)略

5、防御系統(tǒng)，其中關(guān)鍵性的技術(shù)是數(shù)字信號處理和模式識別。在20世紀(jì)60年代初期，林肯實驗室開發(fā)了衛(wèi)星通信系統(tǒng)，導(dǎo)致8顆實驗通信衛(wèi)星的發(fā)射。在20世紀(jì)70年代初期，實驗室開始研究民航交通管制，強(qiáng)調(diào)雷達(dá)監(jiān)控，進(jìn)行惡劣氣象的檢測，開發(fā)了航空器的自動化控制裝置。在20世紀(jì)80年代，實驗室為克服大氣紊流的影響，開發(fā)了大功率激光雷達(dá)系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代，為NASA等開發(fā)了傳感器?，F(xiàn)在，林肯實驗室則在開發(fā)陸地圖像處理設(shè)備。為了支持龐大的創(chuàng)新研究，林肯實驗室一直保持了在基礎(chǔ)研究上的領(lǐng)先地位，例如表面物理、固態(tài)物理以及有關(guān)材料的優(yōu)勢。它完成了開發(fā)半導(dǎo)體激光器的早期研究，設(shè)計了紅外激光雷達(dá)，并開發(fā)了高精度衛(wèi)星定位與

6、跟蹤系統(tǒng)。林肯實驗室在計算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字信號處理理論以及設(shè)計與建造高速數(shù)字信號處理計算機(jī)等方面做出很大的貢獻(xiàn)。信號處理畢竟是實驗室許多項目的核心技術(shù)，包括高吞吐率的通用信號處理器。它在語音編碼與識別方面也有許多出色工作，為自動翻譯開拓了道路。林肯實驗室現(xiàn)有雇員2432人，它在2003財政年度的經(jīng)費(fèi)是5.226億美元，其中91.6%即4.787億美元來自美國國防部，這就不難理解MIT林肯實驗室事實上是美國軍事電子系統(tǒng)的大本營。3、加州大學(xué)的洛斯阿拉莫斯國家實驗室（LosAlamosNationalLaboratory，簡稱LANL)洛斯阿拉莫斯國家實驗室位于美國新墨西哥州首府圣塔菲西北56公里處

7、，成立于1943年，以研制出世界上第一顆原子彈而聞名于世。洛斯阿拉莫斯是一個當(dāng)之無愧的科學(xué)城和高科技輻射源。實驗室在二戰(zhàn)期間由羅斯?？偨y(tǒng)倡議建立，是曼哈頓工程的一部分。物理學(xué)家奧本海默是實驗室的第一任主任。該實驗室是一所由能源部與加利福尼亞大學(xué)聯(lián)合管理的多計劃研究機(jī)構(gòu)。其研究工作分兩大類：武器研究，包括開發(fā)滿足目前軍事需要的核彈頭、設(shè)計試驗先進(jìn)技術(shù)方案，以及通過相關(guān)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的實驗與理論研究，維持一項創(chuàng)新性武器研究計劃；非武器研究，包括核裂變、核聚變、中等物理加速、超導(dǎo)、計算科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、地球科學(xué)、非核能及基礎(chǔ)能源科學(xué)等。這里云集了大批世界頂尖科學(xué)家，目前共有1.2萬名雇員，每年經(jīng)費(fèi)預(yù)算高

8、達(dá)21億美元。4布魯克海文國家實驗室(BrookhavenNationalLaboratory，簡稱BNL)布魯克海文國家實驗室位于紐約長島薩福爾克縣(SuffolkCounty)中部，原址為第一、二次世界大戰(zhàn)時的美國陸軍厄普頓兵營。該實驗室成立于1948年，現(xiàn)隸屬于美國能源部，由石溪大學(xué)和BATTELLE成立的布魯克海文科學(xué)學(xué)會負(fù)責(zé)管理。布魯克海文國家實驗室擁有3臺開展研究用的反應(yīng)堆和同步輻射光源、強(qiáng)場核磁共振儀、投射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、正電子斷層成像儀、回旋加速器等一大批大型儀器和設(shè)備。除開創(chuàng)了核技術(shù)、高能物理、納米技術(shù)等多個領(lǐng)域的研究外，該實驗室還在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)

9、境科學(xué)、能源科學(xué)和技術(shù)等多學(xué)科開展研究。大科學(xué)裝置群的強(qiáng)大支撐能力和多學(xué)科交叉的環(huán)境，使布魯克海文國家實驗室在發(fā)展新型、邊緣科學(xué)和突破重大新技術(shù)方面具有強(qiáng)大的能力，取得多項令世界矚目的重大成果，并數(shù)次獲得諾貝爾獎，成為著名的大型綜合性科學(xué)研究基地。布魯克海文實驗室擁有3000名雇員，每年還接待全球的超過4000名科學(xué)家的訪問。布魯克海文的年度研究經(jīng)費(fèi)超過4億美元。5加州理工學(xué)院的噴氣推進(jìn)實驗室（JetPropulsionLaboratory簡稱JPL）噴氣推進(jìn)實驗室是位于加利福尼亞州帕薩迪那美國國家航空航天局（NASA）的一個下屬機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)為美國國家航空航天局開發(fā)和管理無人空間探測任務(wù)，行政上

10、屬于加州理工學(xué)院管理，前身是由航空大師西奧多.馮.卡門于1936年牽頭成立的噴氣動力研究所。在國際科技界，噴氣推進(jìn)實驗室如雷貫耳，它在美國導(dǎo)彈和航天發(fā)展史上起到了空前的作用，尤其是1958年“探險者1號”進(jìn)入軌道，確立了其作為“太空開發(fā)計劃之母”的地位。目前噴氣推進(jìn)實驗室共進(jìn)行著45個項目的研發(fā)，各種無人探測器升空后的控制工作大都由其負(fù)責(zé)。它還擔(dān)負(fù)著對地球準(zhǔn)確測量的任務(wù)，控制著全球的深空探測網(wǎng)絡(luò)。這里匯集了太空研究領(lǐng)域一流的科學(xué)家和工程師，員工總數(shù)超過5200人，年度研究經(jīng)費(fèi)達(dá)13億美元。6、橡樹嶺國家實驗室（OakRidgeNationalLaboratory，簡稱ORNL）橡樹嶺國家實驗室

11、是美國能源部所屬最大的科學(xué)和能源研究實驗室，成立于1943年，原稱克林頓實驗室，是曼哈頓秘密計劃的一部分，現(xiàn)由田那西大學(xué)和Battelle紀(jì)念研究所共同管理。20世紀(jì)50年代和60年代期間，橡樹嶺國家實驗室主要從事核能、物理及生命科學(xué)的相關(guān)研究。70年代成立了能源部后，使得橡樹嶺國家實驗室的研究計劃擴(kuò)展到能源產(chǎn)生、傳輸和保存等領(lǐng)域。目前，橡樹嶺國家實驗室的任務(wù)是開展基礎(chǔ)和應(yīng)用的研究與開發(fā)，提供科學(xué)知識和技術(shù)上解決復(fù)雜問題的創(chuàng)新方法，增強(qiáng)美國在主要科學(xué)領(lǐng)域里的領(lǐng)先地位；提高潔凈大量能源的利用率；恢復(fù)和保護(hù)環(huán)境以及為國家安全作貢獻(xiàn)。橡樹嶺國家實驗室許多科學(xué)領(lǐng)域在國際上處于領(lǐng)先地位。它主要從事6個方

12、面的研究，包括中子科學(xué)、能源、高性能計算、復(fù)雜生物系統(tǒng)、先進(jìn)材料和國家安全。橡樹嶺國家實驗室現(xiàn)有雇員3800多人和客座研究人員大約3000人，年度經(jīng)費(fèi)超過10億美元。7、阿貢國家實驗室（ArgonneNationalLaboratory，簡稱ANL）阿貢國家實驗室是美國政府最老和最大的科學(xué)與工程研究實驗室之一在美國中西部為最大。阿貢是1946年特許成立的美國第一個國家實驗室，也是美國能源部所屬最大的研究中心之一。過去半個世紀(jì)中，芝加哥大學(xué)為美國能源部及其前身監(jiān)管阿貢國家實驗室的運(yùn)行。阿貢是從二次世界大戰(zhàn)曼哈頓工程的一部分，芝加哥大學(xué)的冶金實驗室的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。戰(zhàn)后，阿貢接受開發(fā)和平利用原子

13、反應(yīng)堆的任務(wù)。數(shù)年來，阿貢的研究不斷擴(kuò)大，包括了基礎(chǔ)科學(xué)、科學(xué)設(shè)施、能源資源計劃、環(huán)境管理、國家安全、工業(yè)技術(shù)開發(fā)等許多領(lǐng)域。阿貢有兩個場所：位于伊利諾州的東場所，占地1500英畝，是美國能源部芝加哥工作辦公室所在地；位于愛達(dá)荷州的西場所，占地約900英畝，是阿貢多數(shù)主要核反應(yīng)堆研究設(shè)施的所在地。今天，阿貢的雇員超過3500名，運(yùn)行經(jīng)費(fèi)約為4.75億美元，支持200多個研究項目，從原子核研究到全球氣候變化研究。1990以來，阿貢曾與600多家公司、無數(shù)的聯(lián)邦政府部門以及其他組織一道工作。二、第二類實驗室屬于國家機(jī)構(gòu)，有的甚至是國際機(jī)構(gòu)，由好幾個國家聯(lián)合承辦。它們大多從事于基本計量，高精尖項目，

14、超大型的研究課題，和國防軍事任務(wù)。例如：1、德國的聯(lián)邦技術(shù)物理研究所(PhysikalischTechnischeBundesanstalt，簡稱PTB)建于1884年，原名帝國技術(shù)物理研究所(PhysikalischTechnischeReichsanstalt，簡稱PTR)，相當(dāng)于德國的國家計量局，以精密測量熱輻射著稱。十九世紀(jì)末該研究所的研究人員致力于黑體輻射的研究，導(dǎo)致了普朗克發(fā)現(xiàn)作用量子?？梢哉f這個實驗室是量子論的發(fā)源地。談到該實驗室就須介紹物理學(xué)史上兩位重要的人物。第一個是1911年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者維恩WilhelmWien(1864-1928)，他曾是該實驗室的理論帶頭人，在

15、這里工作長達(dá)近十年的時間。他的主要貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)了幾個重要的熱輻射定律。第二位是1918年諾貝爾物理學(xué)獎得主普郎克，他發(fā)現(xiàn)的能量級對物理學(xué)的進(jìn)展作出了重大貢獻(xiàn)。他是繼維恩后曾在該實驗室工作的一位重要的學(xué)術(shù)帶頭人。2、英國的國家物理實驗室(NationalPhysicalLaboratory，簡稱NPL)英國的國家物理實驗室，是英國歷史悠久的計量基準(zhǔn)研究中心，創(chuàng)建于1900年。1981年分6個部：即電氣科學(xué)、材料應(yīng)用、力學(xué)與光學(xué)計量、數(shù)值分析與計算機(jī)科學(xué)、量子計量、輻射科學(xué)與聲學(xué)。作為高度工業(yè)化國家的計量中心，與全國工業(yè)、政府各部門、商業(yè)機(jī)構(gòu)有著廣泛的日常聯(lián)系，對外則作為國家代表機(jī)構(gòu)，與各國際組織、

16、各國計量中心聯(lián)系。它還對環(huán)境保護(hù)，例如噪聲、電磁輻射、大氣污染等方面向政府提供建議。英國國家物理實驗室共有科技人員約1000人，1969年最高達(dá)1800人。3、歐洲核子研究中心(EuropeanOrganizationforNuclearResearch，簡稱CERN)歐洲核子研究中心創(chuàng)立于1954年，是規(guī)模最大的一個國際性的實驗組織。它的創(chuàng)建、方針、組織、選題、經(jīng)費(fèi)和研究計劃的執(zhí)行，都很有特點。1983年在這里發(fā)現(xiàn)W和Z0粒子，次年該中心兩位物理學(xué)家魯比亞和范德梅爾獲諾貝爾物理獎。歐洲核子研究中心是在聯(lián)合國教科文組織的倡導(dǎo)下，由歐洲11個國家從1951年開始籌劃，現(xiàn)已有26個成員國。經(jīng)費(fèi)由各

17、成員國分?jǐn)?，所長由理事會任命，任期5年。下設(shè)管理委員會、研究委員會和實驗委員會，組織精干，管理完善。研究人員共達(dá)9000人，多為招聘制。這是一個旨在探索“宇宙開始時最基本的東西是什么”等問題的純科學(xué)的物理研究機(jī)構(gòu)，也是當(dāng)今世界上規(guī)模最大的科學(xué)實驗室之一。來自包括中國在內(nèi)的世界80多個國家的6000多名物理學(xué)家曾在此工作過。這個研究中心建有兩個國際研究所，供世界著名的科學(xué)家小組研究亞原子核的結(jié)構(gòu)及其理論。第一研究所裝有6億電子伏的同步回旋加速器，280億電子伏的質(zhì)子同步加速器等。第二研究所在第一研究所旁邊，它裝有一臺周長約7千米的新質(zhì)子同步加速器。研究中心除有許多先進(jìn)而價格昂貴的試驗設(shè)備外，還有

18、圖書資料室，并出版歐洲核研究組織信使（月刊）和科學(xué)報告等。由于中心的設(shè)備齊全，服務(wù)優(yōu)良，加上科學(xué)家們的勤奮努力，歐洲核子研究中心在粒子物理研究領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些舉世矚目的成果，從而成為名副其實的核子研究中心。數(shù)十年來，該研究中心先后建成質(zhì)子同步回旋加速器、質(zhì)子同步加速器、交叉儲存環(huán)（ISR）、超質(zhì)子同步加速器（SPS）、大型正負(fù)電子對撞機(jī)（LEP）、并擁有世界上最大的氫氣泡室（BEBL）。4、瑞士保羅謝勒研究所（PaulScherrerInstitute，簡稱PSI）瑞士保羅謝勒研究所是瑞士科學(xué)和技術(shù)的多學(xué)科研究中心。在與國內(nèi)外大學(xué)、其他研究機(jī)構(gòu)和工業(yè)界的合作中，PSI在固態(tài)物理、材料科學(xué)、基

19、本粒子物理、生命科學(xué)、核與非核能研究及與能源有關(guān)的生態(tài)學(xué)的研究中非常活躍。PSI是瑞士最大的國家研究所，有雇員1200人，是瑞士唯一這種類型的研究所。PSI研究的重點放在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，特別是與可持續(xù)發(fā)展有關(guān)的領(lǐng)域和對教育和培訓(xùn)具有重要意義、但超出大學(xué)單個系能力的領(lǐng)域。PSI研制和運(yùn)行需要特別高標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)訣竅、經(jīng)驗和專業(yè)的復(fù)雜研究設(shè)施，擁有散裂中子源，瑞士光源（SLS）等大科學(xué)裝置，是世界科學(xué)界主要的用戶實驗室之一。通過它開展的研究，PSI獲得新的基礎(chǔ)知識，并積極促進(jìn)其在工業(yè)上的應(yīng)用。三、第三類實驗室直接歸屬于工業(yè)企業(yè)部門，為工業(yè)技術(shù)的開發(fā)與研究服務(wù)。其中最著名的有貝爾實驗室和IBM研究實

20、驗室。1、貝爾實驗室（BellLaboratories）貝爾實驗室原名貝爾電話實驗室，始建于1925年，總部在美國紐約（后遷至新澤西州的墨里黑爾）。它是一個在全球享有極高聲譽(yù)的研究開發(fā)機(jī)構(gòu)，主要宗旨是進(jìn)行通訊科學(xué)的研究，有研究人員20000人，下屬6個研究部，共14個分部，56個實驗室，每年經(jīng)費(fèi)達(dá)22億美元，其中10用于基礎(chǔ)研究。除了無線電電子學(xué)以外，在固體物理學(xué)（其中包括磁學(xué)、半導(dǎo)體、表面物理學(xué)）、天體物理學(xué)、量子物理學(xué)和核物理學(xué)等方面都有很高水平。貝爾實驗室自成立以來，共獲專利26000多項（平均每天一項），其中重大科研成果50多項，如有聲電影、晶體管、信息論、激光理論、3K宇宙背景輻射、

21、可視電話、磁泡器件、光通信、數(shù)字計算機(jī)等，對我們的生活產(chǎn)生了重要的影響。在這里每年都要發(fā)表上千篇學(xué)術(shù)論文，造就了一大批優(yōu)秀科學(xué)家。幾十年來獲得諾貝爾物理獎的先后有：發(fā)明電子衍射的戴維森，發(fā)明晶體管的肖克利、巴丁和布拉坦，發(fā)明激光器的湯斯和肖洛，理論物理學(xué)家安德遜，射電天文學(xué)家彭齊亞斯和威爾遜。正是由于貝爾實驗室產(chǎn)生了許多科學(xué)研究的突出成就，人們把它看作世界上最具權(quán)威性的研究機(jī)構(gòu)之一。2、IBM研究實驗室（IBMResearch）IBM是InternationalBusinessMachinesCorporation（美國國際商用機(jī)器公司）的簡稱，創(chuàng)建于1911年，現(xiàn)已發(fā)展成為跨國公司，在計算機(jī)

22、生產(chǎn)與革新中居世界領(lǐng)先地位。IBM研究實驗室也叫IBM研究部，共有研究人員3500人，還吸收許多博士后和訪問學(xué)者參加工作。它專門從事基礎(chǔ)科學(xué)研究，并探索與產(chǎn)品有關(guān)的技術(shù)，其特點是將這兩者結(jié)合在一起。科學(xué)家在這里工作，一方面推進(jìn)基礎(chǔ)科學(xué)，一方面提出對實際應(yīng)用有益的科學(xué)新思想。研究部下屬四個研究中心：(1)位于美國紐約的ThomasJ.Watson研究中心。從事計算機(jī)科學(xué)、輸入/輸出技術(shù)、生產(chǎn)性研究數(shù)學(xué)、物理學(xué)、記憶和邏輯等方面的研究。其中物理學(xué)包括：凝聚態(tài)物理、超微結(jié)構(gòu)、材料科學(xué)、顯微技術(shù)、表面物理、激光物理以至天文學(xué)和基本粒子。(2)位于美國加州的Almaden研究中心。除了計算機(jī)科學(xué)以外，還

23、進(jìn)行高溫超導(dǎo)、等離子體、掃描隧道顯微鏡和同步輻射等研究。(3)瑞士Zurich研究中心。重點是激光科學(xué)與技術(shù)，特別是半導(dǎo)體激光器、光學(xué)儲存、光電材料、分子束外延、高溫超導(dǎo)、超顯微技術(shù)等方面，還進(jìn)行信息處理等計算機(jī)科學(xué)研究。(4)日本東京研究中心。內(nèi)分計算機(jī)科學(xué)研究所、新技術(shù)研究所和東京科學(xué)中心，主要是結(jié)合計算機(jī)的生產(chǎn)和革新進(jìn)行研究。進(jìn)入80年代，IBM研究中心成績斐然，兩屆諾貝爾物理獎都被它的成員奪得：一是因發(fā)明掃描隧道顯微鏡，賓尼格(G.K.Ginnig)與羅勒爾(H.Rohrer)共獲1986年諾貝爾物理獎的一半，二是因發(fā)現(xiàn)金屬氧化物的高溫超導(dǎo)電性，柏諾茲(J.G.Bednorz)和繆勒(

24、K.A.Muller)共獲1987年獎。國外著名實驗室版本二在現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展中，實驗室的建設(shè)具有重要的意義。以英國物理學(xué)家和化學(xué)家H.卡文迪什(HenryCavendish)命名的卡文迪什實驗室(CavendishLaboratory)相當(dāng)于英國劍橋大學(xué)(UniversityofCambridge)的物理系。劍橋大學(xué)建于1209年，歷史悠久，與牛津大學(xué)(UniversityofOxford)遙相對應(yīng)?？ㄎ牡鲜矊嶒炇覄?chuàng)建于1871年，1874年建成，由當(dāng)時劍橋大學(xué)校長W.卡文迪什(WilliamCavendish)私人捐款興建的(他是H.卡文迪什的近親)，這個實驗室就取名為卡文迪什實驗室。當(dāng)時

25、用捐款建了一座實驗室樓，并配備了一些儀器設(shè)備。英國是19世紀(jì)最發(fā)達(dá)的資本主義國家之一。物理實驗室從科學(xué)家私人住宅中擴(kuò)展為研究單位，適應(yīng)了19世紀(jì)后半葉工業(yè)技術(shù)對科學(xué)發(fā)展的要求，促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的開展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)研究工作的規(guī)模越來越大，社會化和專業(yè)化是必然趨勢。劍橋大學(xué)校長的這一做法是有遠(yuǎn)見的。著名物理學(xué)家麥克斯韋(JamesClerkMaxwell)(1831-1879)負(fù)責(zé)籌建這所實驗室。1874年實驗室建成后他擔(dān)任第一任實驗室主任，直到他1879年因病去世。在他的主持下，卡文迪什實驗室開展了教學(xué)和科學(xué)研究，工作初具規(guī)模。按照麥克斯韋的主張，物理教學(xué)在系統(tǒng)講授的同時，還輔以表演實

26、驗，并要求學(xué)生自己動手。表演實驗要求結(jié)構(gòu)簡單，學(xué)生易于掌握。麥克斯韋說過：“這些實驗的教育價值，往往與儀器的復(fù)雜性成反比，學(xué)生用自制儀器，雖然經(jīng)常出毛病，但他們卻會比用仔細(xì)調(diào)整好的儀器，學(xué)到更多的東西。學(xué)生用仔細(xì)調(diào)整好的儀器易產(chǎn)生依賴而不敢拆成零件?！睆哪菚r起，使用自制儀器就形成了卡文迪什實驗室的傳統(tǒng)。實驗室附有工作間，可以制作很精密的儀器。麥克斯韋很重視科學(xué)方法的訓(xùn)練，也很注意前人的經(jīng)驗。他在整理一百年前H.卡文迪什留下的有關(guān)電學(xué)的論著之后，親自重復(fù)并改進(jìn)卡文迪什做過的一些實驗。同時，卡文迪什實驗室還進(jìn)行了多種實驗研究，例如：地磁、電磁波的傳播速度、電學(xué)常數(shù)的精密測量、歐姆定律、光譜、雙軸晶

27、體等等，這些工作為后來的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1897年麥克斯韋去世后，瑞利(JamesWilliamRayleigh,1842-1919)繼任卡文迪什實驗室主任。他因在氣體密度的研究中發(fā)現(xiàn)氬而獲1904年度的諾貝爾物理獎。瑞利在聲學(xué)和電學(xué)方面很有造詣。在他的主持下，卡文迪什實驗室系統(tǒng)地開設(shè)了學(xué)生實驗。1884年，瑞利因被選為皇家學(xué)院教授而辭職。28歲的J.J.湯姆遜(J.J.Thomson,1856-1940)繼瑞利之后任該實驗室第三任主任。他因通過氣體電傳導(dǎo)性的研究，測出電子的電荷與質(zhì)量的比值獲1906年度的諾貝爾物理獎。湯姆遜對卡文迪什實驗室的建設(shè)有卓越貢獻(xiàn)。在他的建議下，從1895年開始，卡

28、文迪什實驗室實行吸收外校及國外的大學(xué)畢業(yè)生當(dāng)研究生的制度，建立了一整套培養(yǎng)研究生的管理體制，樹立了良好的學(xué)風(fēng)。一批批優(yōu)秀的年輕學(xué)者陸續(xù)來到這里，在湯姆遜的指導(dǎo)下進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究。他培養(yǎng)的研究生中，有許多后來成了著名科學(xué)家，例如盧瑟福、朗之萬、W.L.布拉格、C.T.R.威爾遜、里查森、巴克拉等人，其中多人獲得了諾貝爾獎，對科學(xué)的發(fā)展有重大貢獻(xiàn)，有的成了各重要研究機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)帶頭人。湯姆遜和盧瑟福最早證實了空氣被X射線游離。從游離現(xiàn)象推導(dǎo)出游離輻射(放射線)，也就是由原子釋出能量范圍廣大的電磁波和粒子輻射。湯姆遜最負(fù)盛名的貢獻(xiàn)是探討陰極射線的性質(zhì)，也就是電子的性質(zhì)。他借著電場以偏轉(zhuǎn)陰極射線；在過去是

29、用磁場使它子偏轉(zhuǎn)。他終于證實電子為帶負(fù)電的粒子。接著他又測定電子的質(zhì)量，約為氫原子核的二千分之一。在當(dāng)時它子是被視為最小的粒子。電子是屬于次原子級的粒子，湯姆遜是證明次原子級粒子存在的第一位，從此打開了次原子級的門戶。后來湯姆遜證實電子和物質(zhì)相互作用的結(jié)果會產(chǎn)生X射線，而X射線和物質(zhì)相互作用的結(jié)果卻會產(chǎn)生電子。第一個原子模型也要歸功于湯姆遜，也就是聞名的“葡萄干布丁模型”。他繪出原子為一球形，充滿了正電荷，同時也有相同數(shù)目的負(fù)電荷(電子)。湯姆遜因在電子和氣體導(dǎo)電兩方面的卓越成就，獲得1906年度的諾貝爾物理獎。湯姆遜領(lǐng)導(dǎo)的35年中間，卡文迪什實驗室的研究工作取得了如下成果：進(jìn)行了氣體導(dǎo)電的研

30、究，從而導(dǎo)致了電子的發(fā)現(xiàn)；放射性的研究，導(dǎo)致了a、B射線的發(fā)現(xiàn)；進(jìn)行了正射線的研究，發(fā)明了質(zhì)譜儀，從而導(dǎo)致了同位素的研究；膨脹云室的發(fā)明，為核物理和基本粒子的研究準(zhǔn)備了條件；電磁波和熱電子的研究導(dǎo)致了真空管的發(fā)明和改善，促進(jìn)了無線電電子學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用。這些引人注目的成就使卡文迪什實驗室成了物理學(xué)的圣地，世界各地的物理學(xué)家紛紛來訪，把這里的經(jīng)驗帶回去，對各地實驗室的建設(shè)起了很好的指導(dǎo)作用。1919年湯姆遜的職位由他的學(xué)生盧瑟福(ErnestRutherford)(1871-1937)繼任。盧瑟福是一位成績卓著的實驗物理學(xué)家，是原子核物理學(xué)的開創(chuàng)者。他因在揭示原子奧秘方面做出的卓越貢獻(xiàn)獲1908年

31、度的諾貝爾化學(xué)獎。盧瑟福更重視對年輕人的培養(yǎng)。在他的帶領(lǐng)下，查德威克發(fā)現(xiàn)了中子；考克拉夫特和沃爾頓發(fā)明了靜電加速器；布拉凱特觀測到核反應(yīng)；奧里法特發(fā)現(xiàn)氚；卡皮查在高電壓技術(shù)、強(qiáng)磁場和低溫等方面取得碩果，另外還有電離層的研究，空氣動力學(xué)和磁學(xué)的研究等等。1937年盧瑟福去世，由W.L.布拉格(WilliamLawrenceBragg)繼任實驗室第五任主任。W.L.布拉格與其父W.H.布拉格(WilliamHenryBragg)因在X線衍射分析晶體結(jié)構(gòu)方面的成就共獲1915年度的諾貝爾物理獎。在二次世界大戰(zhàn)的時候，實驗室的主攻方向由主要從事原子物理和核物理基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)向?qū)走_(dá)、核武器的軍事研究。二戰(zhàn)

32、結(jié)束以后，鑒于從科學(xué)研究和對于國家安全的重要性出發(fā)，英國政府覺得核物理研究不應(yīng)該在大學(xué)的一個實驗室里進(jìn)行，就專門成立了一個國家實驗室。所以從事核物理研究的科學(xué)家就轉(zhuǎn)移到國家實驗室去了，錢也轉(zhuǎn)移過去了。這樣，實驗室不僅經(jīng)費(fèi)短缺，研究方向也失去了。在新的形勢下，實驗室在布拉格的領(lǐng)導(dǎo)下，將主攻方向由核物理改為晶體物理學(xué)、生物物理學(xué)和天體物理學(xué)，實現(xiàn)了戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移。他本人和他父親在實驗室進(jìn)行X光晶體分析技術(shù)進(jìn)行生物大分子結(jié)構(gòu)的跨學(xué)科研究。由于沒有研究經(jīng)費(fèi)，布拉格一方面支持他的兩個部下萊爾(Ryle)和Ratcliff領(lǐng)導(dǎo)的小組收集軍隊廢棄的雷達(dá)組裝成原始的射電望遠(yuǎn)鏡，開啟了本世紀(jì)宇宙天文的研究。他又從醫(yī)學(xué)

33、研究委員會爭取到一筆經(jīng)費(fèi)。當(dāng)時柯立克(Crick)和華生(Watson)在實驗室工作，他們對DNA有濃厚的共同興趣,加入了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析小組，最終發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，建立了正確的DNA分子結(jié)構(gòu)模型。這個重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)被評為二十世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)。布拉格的遠(yuǎn)見，在困難的條件下保證了實驗室在這兩個新興學(xué)科上做出了輝煌的成果，發(fā)現(xiàn)了類星體、脈沖星、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，確定了血紅蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)等，造就了一大批諾貝爾獎獲得者，為戰(zhàn)后英國的科學(xué)爭得了極高的榮譽(yù)。固體物理學(xué)家莫特(NevillMott,1905-1996)1954年起任實驗室第六任主任，直到1971年退休。莫特1905年9月30日出生于英國利

34、茲，1927年在劍橋大學(xué)獲碩士學(xué)位。莫特早期研究原子碰撞理論，并與馬塞(H.S.W.Massey)在1933年聯(lián)名出版了權(quán)威的原子碰撞理論一書，書中討論了帶電粒子的“莫特散射”。后來莫特轉(zhuǎn)入固體物理學(xué)的研究，在金屬導(dǎo)體、離子晶體、半導(dǎo)體等方面，做出了許多有影響的工作。1936年莫特和瓊斯(H.Jones)合著了金屬與合金性質(zhì)的理論，1940年和格尼(R.W.Gurney)合著了離子晶體中電子過程，對現(xiàn)代固體物理學(xué)的形成和發(fā)展有重要的影響。第二次世界大戰(zhàn)后，莫特等人研究了晶體缺陷及其對力學(xué)性質(zhì)的影響。二十世紀(jì)60年代起，莫特致力于發(fā)展無序體系及非晶態(tài)物質(zhì)的電子理論研究，有力地推進(jìn)了非晶態(tài)物質(zhì)研究

35、的進(jìn)展。1971年莫特和戴維斯(B.A.Davis)合著了非晶態(tài)物質(zhì)的電子過程。莫特因?qū)Υ判耘c不規(guī)則系統(tǒng)的電子結(jié)構(gòu)所作研究的貢獻(xiàn)，于1977年與其他兩位科學(xué)家共獲諾貝爾物理1971年超導(dǎo)物理學(xué)家派帕德(A.BrianPippard，1920-)任實驗室第七任主任。派帕德1953年根據(jù)在一系列超導(dǎo)體上所作的微波表面阻抗的測量結(jié)果，提出了相干長度的概念。1960年發(fā)表了利用相對論研究穆斯堡爾效應(yīng)的論文。1961年派帕德收約瑟夫森(BrianD.Josephson)為研究生指導(dǎo)他做實驗和理論研究。約瑟夫森研究超導(dǎo)隧道效應(yīng)，寫出了論文初稿，派帕德請正在劍橋大學(xué)訪問的安德森(PhilipW.Anders

36、on)教授幫助審閱，他們?nèi)诉M(jìn)行了討論。在安德森的幫助下，約瑟夫森1962年在歐洲的物理通訊上他發(fā)表了劃時代的論文在超導(dǎo)隧道中可能的新效應(yīng)，從理論上預(yù)言了以后以他名字命名的約瑟夫森超導(dǎo)隧道效應(yīng)，此時他只有22歲。第二年有多人的實驗證實了約瑟夫森的預(yù)言。約瑟夫森因此項工作而獲1973年度諾貝爾物理獎，而支持約瑟夫森研究的派帕德由于在論文上沒有署名，失去了諾貝爾獎提名的機(jī)會。國際著名的理論凝聚態(tài)物理學(xué)家愛德華茲(SamuelFrederickEdwards，1928-)，1983-1995年擔(dān)任卡文迪什實驗室第八任主任。他1949年畢業(yè)于英國劍橋大學(xué)，獲碩士學(xué)位，后赴美留學(xué)，1951年獲得哈佛大學(xué)

37、博士學(xué)位。1953年到普林斯頓高級研究院工作，次年回國，在伯明罕大學(xué)任教，1958-1972年在曼徹斯大學(xué)物理系任理論物理教授。1972年到卡文迪什實驗室任教授。1992-1995年任劍橋大學(xué)副校長。愛德華茲早期從事電動力學(xué)和量子場論研究，后將量子場論的概念和方法應(yīng)用到固體物理和化學(xué)物理的各種問題上，包括液態(tài)金屬、渦流、高分子物理及非有序磁性系統(tǒng)。最新研究領(lǐng)域包括粉末材料及玻璃的流動、拉脹性、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞等。他在理論高分子物理方面的成就尤為突出，其標(biāo)志便是國際公認(rèn)的愛德華茲哈密頓量的問世。他發(fā)表論文250余篇，專著2部以及若干有關(guān)科學(xué)技術(shù)的政策性論著和報告。1995年起擔(dān)任實驗室第九任主

38、任的弗倫德(RichardH.Friend,1953-)是位實驗物理學(xué)家。弗倫德在實驗中發(fā)現(xiàn)，有機(jī)聚合物在電場中可以發(fā)光，這個將電轉(zhuǎn)化成光的新途徑為有機(jī)聚合物的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。由于有機(jī)材料的特點，可以很容易地調(diào)節(jié)半導(dǎo)體的能隙和功函數(shù)，提高發(fā)光效率，改變光的顏色?，F(xiàn)在，用有機(jī)材料制造的電致發(fā)光、象素顯示、信息存儲等方面的產(chǎn)品已進(jìn)入市場。二十世紀(jì)70年代以后，古老的卡文迪什實驗室已經(jīng)大大擴(kuò)建，研究的領(lǐng)域包括天體物理學(xué)、粒子物理學(xué)、固體物理以及生物物理等等?？ㄎ牡鲜矊嶒炇以诮锢韺W(xué)的發(fā)展中做出了杰出的貢獻(xiàn)，近百年來培養(yǎng)出的諾貝爾獎金獲得者已達(dá)20余人，卡文迪什至今仍不失為世界著名的實驗室之一

39、。橡樹嶺國家實驗室(OakRidgeNationalLaboratory，簡稱ORNL)是美國能源部所屬最大的科學(xué)和能源研究實驗室。作為美國曼哈頓秘密計劃的一部分，為首先開發(fā)出生產(chǎn)和分離钚，橡樹嶺國家實驗室于1943年成立，原稱克林頓實驗室，2000年4月以后由田那西大學(xué)和Battelle紀(jì)念研究所合伙管理。20世紀(jì)50年代和60年代期間，橡樹嶺國家實驗室是從事核能和物理及生命科學(xué)相關(guān)研究的國際中心。70年代成立了能源部后，使得橡樹嶺國家實驗室的研究計劃擴(kuò)展到能源產(chǎn)生、傳輸和保存領(lǐng)域。到本世紀(jì)初，該實驗室用和平時期同樣重要但與曼哈頓計劃時期不同的任務(wù)支持著美國。橡樹嶺國家實驗室的任務(wù)是開展基礎(chǔ)

40、和應(yīng)用的研究與開發(fā)，提供科學(xué)知識和技術(shù)上解決復(fù)雜問題的創(chuàng)新方法，增強(qiáng)美國在主要科學(xué)領(lǐng)域里的領(lǐng)先地位；提高潔凈大量能源的利用率；恢復(fù)和保護(hù)環(huán)境以及為國家安全作貢獻(xiàn)。2003年8月1日起，JeffWadsworth擔(dān)任橡樹嶺國家實驗室現(xiàn)任所長。他是國際上公認(rèn)的冶金學(xué)家曾任位于俄亥俄州首府哥倫布市Battelle紀(jì)念研究所的首席執(zhí)行官，集中從事能源部科學(xué)計劃、技術(shù)轉(zhuǎn)讓和國土安全方面的工作。2002年8月到Battelle紀(jì)念研究所工作之前，任勞論斯.利弗莫爾國家實驗室負(fù)責(zé)科技的副所長。1980年-1992年，在PaloAlto研究實驗室為洛克希德導(dǎo)彈和空間公司工作。2003年，他因在開發(fā)先進(jìn)材料和超

41、塑性，以及在確定大馬士革和其他鋼種的歷史和產(chǎn)地所做出的突出貢獻(xiàn)，和在科學(xué)上維護(hù)國家安全方面的廣泛主導(dǎo)作用而被選為美國科學(xué)進(jìn)步協(xié)會的會員。橡樹嶺國家實驗室現(xiàn)有雇員3800多人和客座研究人員大約3000人。客座研究人員每年在橡樹嶺實驗室工作2周或更長的時間。其2003財政年度的經(jīng)費(fèi)首次超過10億美元。田那西大學(xué)-Battelle紀(jì)念研究所每年提供120萬美元，用于支持橡樹嶺地區(qū)的數(shù)學(xué)和科學(xué)教育、經(jīng)濟(jì)開發(fā)和其他項目。橡樹嶺國家實驗室許多科學(xué)領(lǐng)域在國際上處于領(lǐng)先地位。它主要從事6個科學(xué)領(lǐng)域方面的研究，包括中子科學(xué)、能源、高性能計算、復(fù)雜生物系統(tǒng)、先進(jìn)材料和國家安全。橡樹嶺國家實驗室正計劃投資3億美元，

42、為下一代大科學(xué)研究提供現(xiàn)代化的場所。經(jīng)費(fèi)將由聯(lián)邦政府、州政府和私營部門提供，用于建造11個新的裝置，包括功能性基因組中心、納米階段材料科學(xué)、先進(jìn)材料表征實驗室和計算科學(xué)聯(lián)合研究所。投資16億美元的散裂中子源將于2006年竣工，它是世界上最大的民用科學(xué)項目屆時橡樹嶺國家實驗室將成為世界上首屈一指的中子科學(xué)研究中心。瑞士保羅謝勒研究所瑞士國家實驗室PSI瑞士保羅謝勒研究所(PaulScherrerInstitute，簡稱PSI)是瑞士科學(xué)和技術(shù)的多學(xué)科研究中心。在與國內(nèi)外大學(xué)、其他研究機(jī)構(gòu)和工業(yè)界的合作中,PSI在固態(tài)物理、材料科學(xué)、基本粒子物理、生命科學(xué)、核與非核能研究及與能源有關(guān)的生態(tài)學(xué)的研究

43、中非?；钴S。PSI是瑞士最大的國家研究所，有雇員1200人，是瑞士唯一這種類型的研究所。PSI研究的重點放在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，特別是與可持續(xù)發(fā)展有關(guān)的領(lǐng)域和對教育和培訓(xùn)具有重要意義、但超出大學(xué)單個系能力的領(lǐng)域。PSI研制和運(yùn)行需要特別高標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)訣竅、經(jīng)驗和專業(yè)的復(fù)雜研究設(shè)施，擁有散裂中子源，瑞士光源(SLS)等大科學(xué)裝置，是世界上的國內(nèi)外科學(xué)界主要的用戶實驗室之一。通過它開展的研究，PSI獲得新的基礎(chǔ)知識，并積極促進(jìn)其在工業(yè)上的應(yīng)用。例如，PSI的設(shè)計人員通過一些特殊的技巧來讓SLS所產(chǎn)生的射線的能量達(dá)到與歐洲同步輻射裝置(EuropeanSynochrotronRadiationFaci

44、lity，簡稱ESRF)相同的功能，把現(xiàn)有的用來增加X射線密度和擴(kuò)大波長范圍的波動器技術(shù)發(fā)揮到了極限。盡管這臺加速器的周長只有288米，可以產(chǎn)生的電子束能量達(dá)到了2.4千兆電子伏特，而成本只有8900萬美元，比ESRF建設(shè)成本的三分之一還要少。因為量子力學(xué)和相對論理論的出現(xiàn)，一個世紀(jì)以來人們對400年前伽里略有關(guān)宇宙發(fā)現(xiàn)的認(rèn)識一直受到?jīng)_擊?？茖W(xué)革命在歷史上從來沒有這樣快和戲劇性地改變我們的生活。研究人員通常受好奇心和發(fā)現(xiàn)的欲望所驅(qū)使，想解釋太陽如何運(yùn)行，想知道所有的原子譜，或了解腦中的圖形認(rèn)知，想了解有關(guān)宇宙起源的基本問題和自然界如何運(yùn)作。研究還喜歡冒險和沖破阻礙。自從很久以前美洲發(fā)現(xiàn)以來，阻

45、礙形形色色，再次造訪月球的任何人僅需步NeilArmstrong的后塵。PSI開展基礎(chǔ)研究，多數(shù)由瑞士納稅人的錢支付。我們的令人興奮的問題和吸引人的項目吸引許多具有奇異思想的人。例如，我們對熱超導(dǎo)體是如何工作、一個新的稱為黑格子玻色子粒子的存在，或無所不在的摩擦機(jī)制感興趣。為此，我們必須在PSI或其他地方開發(fā)新的實驗方法譬如像確定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)利用質(zhì)子治癌，然后用于其他的科技領(lǐng)域。社會僅在100年后從一些發(fā)明中受益，但在PSI培養(yǎng)的年輕人出去做生意，并還成立像Sensirion、SwissNeutronics和其他的創(chuàng)新的公司。這需要有一個歡迎企業(yè)家的環(huán)境-具有低成本資產(chǎn)、最適宜的貿(mào)易條件、文化

46、和好的學(xué)校。瑞士在這方面當(dāng)然可以有所提供。我們?yōu)楦哔|(zhì)量的生活付出能源高消費(fèi)的代價。但是，要為世界上所有的人都提供相同數(shù)量的能源，我們?nèi)狈Y源。因此，我們的義務(wù)是利用我們的知識和能力降低消耗，并尋找資源。PSI在用一種安全、可持續(xù)性和對環(huán)境友好的方式處理能源資源方面做出重要貢獻(xiàn)。質(zhì)量PSI承諾開展最先進(jìn)的科學(xué)研究，促進(jìn)和開展交叉學(xué)科研究，面向市場，質(zhì)量領(lǐng)先。用戶實驗室為自己的利益，PSI在設(shè)計、建造和運(yùn)行大型裝置方面與國內(nèi)外研究界進(jìn)行合作。研究PSI利用自己復(fù)雜的裝置在物理、化學(xué)、生物、能源技術(shù)、環(huán)境科學(xué)和醫(yī)學(xué)方面開展自己的研究。繼續(xù)教育和培訓(xùn)PSI與大學(xué)密切合作，為雇員提供繼續(xù)教育和培訓(xùn)。技術(shù)

47、轉(zhuǎn)讓一一PSI與工業(yè)界結(jié)成伙伴，促進(jìn)研究成果轉(zhuǎn)化為新產(chǎn)品、新技術(shù)和新工藝。社會方面通過開展具有國內(nèi)和國際上重要意義問題的研究，培育與大眾的公開對話，PSI力爭與社會發(fā)生關(guān)聯(lián)，并負(fù)有解釋的義務(wù)。PSI的組織結(jié)構(gòu)PSI的科學(xué)研究課題廣泛：人類與健康(HumansandHealth)研究部生命科學(xué)輻射醫(yī)學(xué)實驗室放射性藥物科學(xué)中心生物分子研究實驗室新材料和微結(jié)構(gòu)(NewMaterialsandTinyStructures)研究部同步輻射和納米技術(shù)同步輻射實驗室(LSY)微技術(shù)和納米技術(shù)實驗室(LMN)般能源(GeneralEnergy)研究部一般能源(ENE)能源和物質(zhì)循環(huán)實驗室(LSK)太陽技術(shù)實驗

48、室(LST)燃燒研究實驗室(LVF)電化學(xué)實驗室(LEC)大氣化學(xué)實驗室(LAC)核能與安全(NuclearEnergyandSafety)研究部核能與安全(NES)反應(yīng)堆物理和系統(tǒng)行為實驗室(LRS)熱工水利學(xué)實驗室(LTH)材料行為實驗室(LWV)廢物管理處(LES)最小和最大(Theverysmallestandtheverylargest)研究部粒子和物質(zhì)(TEM)粒子物理室(LTP)天體物理室(LAP)放射化學(xué)室(LCH)離子束物理室(LIP)謬子作為磁微探針(MuonsasMagneticMicroprobes)研究部用中子和謬子研究凝聚態(tài)物質(zhì)凝聚態(tài)物質(zhì)理論室中子散射實驗室(LNS

49、)散裂中子源實驗室(ASQ)謬子自旋譜學(xué)實驗室(LMU)低溫設(shè)備室大型研究裝置(LargeResearchFacilities)大型研究裝置部(GFA)加速器/發(fā)展/運(yùn)行(ABK)加速器/裝置和系統(tǒng)(ABE)技術(shù)支持/協(xié)調(diào)和運(yùn)行(ATK)后勤部(LOG)七十多年來，美國勞倫斯伯克力國家實驗室(LawrenceBerkeleyNationalLaboratory，簡稱LBNL)在科學(xué)與工程研究方面一直處于領(lǐng)先地位。它坐落在山上加州大學(xué)伯克力分校的校園內(nèi)，占地200英畝，俯瞰舊金山灣，是美國能源部所屬，由加州大學(xué)管理的一個國家實驗室。年度經(jīng)費(fèi)(FY2004)5億多美元，現(xiàn)有雇員約3800人，包括5

50、00多名學(xué)生。LBNL開展非保密的研究，涉及許多學(xué)科，重點開展宇宙、定量生物學(xué)、納米科學(xué)、新的能源系統(tǒng)和環(huán)境解決方案，以及利用綜合計算作為取得發(fā)現(xiàn)工具的基礎(chǔ)研究。它由17個科學(xué)部組成，并負(fù)責(zé)4個能源部的國有用戶裝置，請參閱用戶裝置部分。1931年，ErnestOrlandoLawrence(1901-1958)創(chuàng)建了LBNL。他因發(fā)明回旋加速器榮獲1939年諾貝爾物理獎。回旋加速器是圓形粒子加速器，它叩開了高能物理的大門。Lawrence確信，通過由具有不同領(lǐng)域?qū)ｉT技術(shù)個人組成團(tuán)隊的共同工作，可以開展出色的科學(xué)研究。他的團(tuán)隊協(xié)力概念是LBNL的遺產(chǎn)，已經(jīng)在基礎(chǔ)知識和應(yīng)用技術(shù)方面產(chǎn)生豐碩成果，并

51、獲得許多獎項，包括10個諾貝爾獎6個物理方面的諾貝爾獎，4個化學(xué)方面的諾貝爾獎。LBNL的現(xiàn)任所長朱棣文、副所長GrahamFleming、財務(wù)總管JeffreyFernandez、主管運(yùn)行的副所長DavidMcGraw、主管生命和環(huán)境科學(xué)副所長JoeGray、主管物理科學(xué)的副所長PaulAlivisatos、主管計算科學(xué)的副所長HorstSimon、主管普通科學(xué)的副所長JamesSiegrist。美國紐約州康乃爾大學(xué)物理系的基本粒子物理實驗室美國紐約州康乃爾大學(xué)(CornellUniversity)物理系的基本粒子物理實驗室(LaboratoryforElementary-ParticleP

52、hysics，簡稱LEPP)是世界上著名的加速器物理研究中心之一，它位于紐約州中部芬格湖畔(FingerLakes)風(fēng)景優(yōu)美的伊薩卡市(Ithaca)。LEPP主要從事實驗物理和理論物理以及加速器物理的研究，現(xiàn)任所長為MauryTigner教授，研究經(jīng)費(fèi)主要來源于國家科學(xué)基金會。該實驗室擁有F.R.Newman以及R.R.Wilson兩個實驗室。F.R.Newman實驗室有教員辦公室、LEPP管理部門、LEPP理論組、超導(dǎo)高頻組、加工車間和繪圖室。R.R.Wilson實驗室有CESR(CornellElectron-positronStorageRing)儲存環(huán)、CLEO探測器和CLEO合作者

53、辦公室、CHESS裝置以及LEPP電子學(xué)車間。Wilson實驗室取名于粒子物理的先驅(qū)威爾遜教授(RobertR.Wilson，1914-2000)。1934年，康乃爾大學(xué)利用回旋加速器開始從事實驗粒子物理研究。帶電粒子從機(jī)器中心進(jìn)行離心旋轉(zhuǎn)，它由作為研究生幫助ErnestO.Lawrence在加州大學(xué)伯克利分校建造第一臺這樣機(jī)器的M.StanleyLivingston建在洛克菲勒大堂內(nèi)?？的藸柣匦铀倨鲗①|(zhì)子加速到0.5MeV。二次大戰(zhàn)后不久，康乃爾大學(xué)的核研究實驗室和Newman實驗室相繼成立。在Wilson教授的領(lǐng)導(dǎo)下，實驗室的師生員工在地下室建造了第一臺康乃爾電子同步加速器，將電子加速到

54、300MeV，為康乃爾第一臺粒子加速器的600倍。1949年，康乃爾核研究實驗室在世界上第一個成功地將束流儲存在同步加速器里。二十世紀(jì)五十和六十年代：同步加速器時代1952年，第八任校長DaleCorson利用300MeV同步加速器對同步加速器功率首次進(jìn)行精確測量。1953年，PaulHartman利用300MeV同步加速器首次對同步加速器光譜進(jìn)行精確測量。1954年，康乃爾建造了世界上第一臺強(qiáng)聚焦的1GeV電子同步加速器，并在康乃爾300MeV同步加速器上建造了第一條專用同步輻射光束線。到五十年代中，在第一臺康乃爾同步加速器進(jìn)行的粒子物理實驗提出一些只有用更高能量的電子束流才能解決的重要問題

55、。幸運(yùn)的是，發(fā)明了新的技術(shù)，比較經(jīng)濟(jì)地解決了這一問題。第二臺電子同步加速器的峰值能量為1200MeV，軌道半徑3.8米，六十年代初被半徑7米能量為2200MeV的同步加速器所取代。1961年P(guān)eterJoos利用1GeV同步加速器首次對輻射極化進(jìn)行測量。1965年，MauryTigner發(fā)表第一篇提出粒子加速器中能量回收的論文。1968年，康乃爾10GeV電子同步加速器在運(yùn)動場地下建造。二十世紀(jì)七十年代：同步加速器體積增加同步加速器體積的不斷增加，導(dǎo)致六十年代末建造了一座新的大樓-威爾遜實驗室和半英里長的地下圓形隧道，以安放1GeV同步加速器(與采用直線加速器方法的斯坦福直線加速器中心所用的概

56、念不同)。因為經(jīng)濟(jì)原因，該機(jī)器的設(shè)計首先采用了從此世界上其他加速器拷貝的新穎建造技術(shù)。即使能量提高了，七十年代也該再次提高能量。然而，增加環(huán)尺寸的費(fèi)用是昂貴的。1975年超導(dǎo)高頻技術(shù)首次用于高能物理圓形加速器，超導(dǎo)高頻腔插入10GeV同步加速器中。1979年康乃爾調(diào)試質(zhì)心能量為10.6GeV的正負(fù)電子對撞機(jī)-康乃爾電子儲存環(huán)(CESR)，和CLEO高能物理探測器。1979年在原同步加速器隧道內(nèi)建康乃爾高能同步加速器源CHESSX射線裝置。1979年CESR和CLEO在9.4-10.4GeV質(zhì)心能量范圍內(nèi)看到3個bb夸克束縛態(tài)共振峰。到七十年代末，從其他的實驗室大量了解到有關(guān)加速高流強(qiáng)粒子束流，

57、并使它們在高能軌道中運(yùn)行數(shù)小時的情況。這樣做的方法是建正負(fù)電子儲存環(huán)，這是提高威爾遜實驗室研究能力最節(jié)省費(fèi)用的方法?？的藸杻Υ姝h(huán)(CESR)沿10GeV同步加速器建在同一隧道里，1979年開始為物理實驗運(yùn)行。同時成立了CLEO合作組(稱為CLEOI)，初期由康乃爾大學(xué)、哈佛大學(xué)、羅徹斯特大學(xué)、Rutgers大學(xué)、Syracuse大學(xué)和Vanderbilt大學(xué)的物理學(xué)家組成。第一臺CLEO探測器大約有1200噸鐵。二十世紀(jì)八十年代：康乃爾運(yùn)行CHESS1978和1980年之間，康乃爾同步加速器源CHESS被研制出來。它是作為研究X射線以使所有科學(xué)而不僅是粒子物理受益的同步加速器而建造的。1982

58、年,CESR最后運(yùn)行單束團(tuán)，吏單正負(fù)電子束團(tuán)對撞。1983年RaphaelLittauer教授提出麻花狀軌道，增加CESR中的束團(tuán)數(shù)量，來提高亮度的想法。CESR安裝了高流強(qiáng)注入器，使得大量聚束的粒子運(yùn)行。到1983秋，CESR中有3個正負(fù)電子束團(tuán)運(yùn)行。1984年夏，CESR開始7束團(tuán)/束流的運(yùn)行。同年，CESR進(jìn)行改進(jìn)，插入了2塊四極磁鐵。通過使這2塊磁鐵彼此之間相距2米，亮度增加了4倍。還是在這一年，普渡大學(xué)的MichaelRossman博士利用CHESS研究感冒病毒。1988年，CESR在bD共振區(qū)處于世界領(lǐng)先，正負(fù)電子對撞機(jī)的亮度創(chuàng)了記錄，達(dá)1032s_1Cm-2。CLEO升級為CLE

59、OII，包括桶和端蓋量能器中30噸攙雜鉈的碘化銫。ACHESS也進(jìn)行了擴(kuò)展，CHESS東安裝了1塊新的永久扭擺磁鐵。同年，KarlBerkelman教授接任核研究實驗室所長?？▋?nèi)基-梅隆大學(xué)、佛羅里達(dá)大學(xué)、堪薩斯大學(xué)、俄克拉荷馬大學(xué)、普渡大學(xué)和紐約州立大學(xué)奧爾巴尼分校的物理學(xué)家加入CLEO的研究。核研究實驗室雇傭員工180人，運(yùn)行經(jīng)費(fèi)為800萬美元。二十世紀(jì)九十年代：更大更好1990年，核研究實驗室的運(yùn)行經(jīng)費(fèi)為1400萬美元。1994年CESR進(jìn)行改進(jìn)，包括部分安裝了新的經(jīng)典分離器和一個新的數(shù)字束流反饋系統(tǒng)。1994年夏，開始9個束團(tuán)的運(yùn)行。翌年，因為CLEO安裝新的硅頂點探測器和改進(jìn)環(huán)本身基

60、本原理的束流-電流/熱-能力CHESS的能力，威爾遜實驗室的實驗計劃暫停。2000年和以后：繼承傳統(tǒng)2000年，威爾遜實驗室安裝了CLEOIII,CHESS東和CHESS西，許多大學(xué)的合作繼續(xù)進(jìn)行。2000年1月6日，RobertWilson不幸逝世，享年85歲。他在粒子物理方面開拓性的思想在威爾遜同步加速器實驗室將繼續(xù)發(fā)揚(yáng)光大。由于SLAC和KEK“B工廠的加速器亮度已經(jīng)超過了CESR,CESR決定改變物理方向，將加速器運(yùn)行在3-5GeV的J/屮能區(qū)，CESR將新的研究計劃命名為CESR-c。2003年，CESR安裝6塊超導(dǎo)扭擺磁鐵后，使其能量降到質(zhì)心能量3.76GeV,從而成為世界上第一個