SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı -SLAC National Accelerator Laboratory
 Birincil logo
| |
 Eski doğrusal hızlandırıcının havadan görünümü
| |
| Kurulmuş | 1962 |
|---|---|
| Araştırma türü | Fizik Bilimleri |
| Bütçe | 383 milyon dolar (2017) |
araştırma alanı |
Hızlandırıcı fiziği Foton bilimi |
| Müdür | Ki Chang Kao |
| Personel | 1.684 |
| Adres | 2575 Kum Tepesi Cad. Menlo Parkı, CA 94025 |
| Konum |
Menlo Park, California , Amerika Birleşik Devletleri 37°25′03″K 122°12′09″W / 37.41750°K 122.20250°B Koordinatlar : 37°25′03″K 122°12′09″W / 37.41750°K 122.20250°B |
| Yerleşke | 172 hektar (426 dönüm) |
| Takma ad | SLAC |
| Bağlantılar |
ABD Enerji Bakanlığı Stanford Üniversitesi |
|
Burton Richter Richard E. Taylor Martin L. Perl |
|
| İnternet sitesi | www |
| Harita | |
  Kaliforniya'da yer
| |
 | |
| Genel Özellikler | |
|---|---|
| Hızlandırıcı tipi | Doğrusal hızlandırıcı |
| Kiriş tipi | elektronlar |
| Hedef türü | sabit hedef |
| Kiriş özellikleri | |
| Maksimum enerji | 50 GeV |
| Fiziksel özellikler | |
| Uzunluk | 3,2 km (2,0 mil) |
| Konum | Menlo Parkı, Kaliforniya |
| Kurum | Stanford Üniversitesi , ABD-DOE |
| operasyon tarihleri | 1966 - 2006 |
| tarafından başarıldı | LCLS |
Başlangıçta Stanford Lineer Hızlandırıcı Merkezi olarak adlandırılan SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı , Stanford Üniversitesi tarafından ABD Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi'nin programatik yönetimi altında işletilen ve Menlo Park, California'da bulunan bir Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı Ulusal Laboratuvarıdır . 1966'da inşa edilen ve 2000'lerde kapatılan ve elektronları 50 GeV'lik enerjilere hızlandırabilen 3,2 kilometrelik (2 mil) bir lineer hızlandırıcı olan Stanford Lineer Hızlandırıcı'nın yeridir .
Bugün SLAC araştırması, atom ve katı hal fiziği , kimya , biyoloji ve tıpta , senkrotron radyasyonundan ve bir serbest elektron lazerinden X-ışınları kullanan geniş bir programa ve ayrıca temel parçacık fiziği , astropartikül fiziği , deneysel ve teorik araştırmalara odaklanmaktadır. ve kozmoloji .
Tarih
1962'de Stanford Lineer Hızlandırıcı Merkezi olarak kurulan tesis, üniversitenin ana kampüsünün hemen batısında, California Menlo Park'taki Sand Hill Yolu üzerinde Stanford Üniversitesi'ne ait 172 hektarlık (426 dönüm) arazi üzerinde yer almaktadır. Ana hızlandırıcı 3,2 km (2 mil) uzunluğundadır - dünyadaki en uzun doğrusal hızlandırıcıdır - ve 1966'dan beri çalışmaktadır.
SLAC'daki araştırmalar, Fizikte üç Nobel Ödülü üretti :
- 1976: Tılsım kuarkı — bkz . J/ψ meson
- 1990: Proton ve nötronların içindeki kuark yapısı
- 1995: tau leptonu
SLAC'ın toplantı tesisleri aynı zamanda Homebrew Bilgisayar Kulübü ve 1970'lerin sonu ve 1980'lerin başındaki ev bilgisayarı devriminin diğer öncüleri için bir mekan sağladı .
1984'te laboratuvar, ASME Ulusal Tarihi Mühendislik Dönüm Noktası ve IEEE Kilometre Taşı olarak adlandırıldı .
SLAC geliştirildi ve Aralık 1991'de Avrupa dışında ilk World Wide Web sunucusuna ev sahipliği yapmaya başladı.
1990'ların başlarından ortalarına kadar, Stanford Doğrusal Çarpıştırıcısı (SLC) , Stanford Büyük Dedektörü kullanarak Z bozonunun özelliklerini araştırdı.
2005 itibariyle, SLAC, yaklaşık 150'si doktora derecesine sahip fizikçi olan 1000'den fazla kişiyi istihdam etti ve her yıl 3.000'den fazla ziyaretçi araştırmacıya hizmet verdi, yüksek enerji fiziği için parçacık hızlandırıcıları ve senkrotron ışık radyasyonu araştırması için Stanford Synchrotron Radyasyon Laboratuvarı'nı (SSRL) çalıştırdı. Bu, Stanford Profesörü Roger D. Kornberg'e verilen 2006 Nobel Kimya Ödülü'ne yol açan araştırmada "vazgeçilmez" idi .
Ekim 2008'de, Enerji Bakanlığı merkezin adının SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı olarak değiştirileceğini duyurdu. Verilen nedenler arasında laboratuvarın yeni yönünün daha iyi temsil edilmesi ve laboratuvarın adının ticari marka haline getirilmesi yer almaktadır. Stanford Üniversitesi, Enerji Bakanlığı'nın "Stanford Lineer Hızlandırıcı Merkezi"ni ticari marka haline getirme girişimine yasal olarak karşı çıkmıştı.
Mart 2009'da, SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'nın, Enerji Bakanlığı'nın Bilim Ofisi tarafından dağıtılmak üzere 68,3 milyon dolarlık Kurtarma Yasası Fonu alacağı açıklandı.
Ekim 2016'da Bits and Watts, SLAC ve Stanford Üniversitesi arasında "daha iyi, daha yeşil elektrik şebekeleri" tasarlamak için bir işbirliği olarak piyasaya sürüldü. SLAC daha sonra bir endüstri ortağı olan devlete ait Çin elektrik kuruluşu hakkındaki endişeleri üzerine çekti.
Bileşenler
Gaz pedalı
Ana hızlandırıcı, elektronları ve pozitronları 50 GeV'a kadar hızlandıran bir RF lineer hızlandırıcıydı . 3,2 km (2,0 mil) uzunluğunda, hızlandırıcı dünyadaki en uzun doğrusal hızlandırıcıydı ve "dünyanın en düz nesnesi" olduğu iddia edildi. Avrupa x-ışını serbest elektron lazerinin açıldığı 2017 yılına kadar . Ana hızlandırıcı yerin 9 m (30 ft) altına gömülüdür ve Interstate Highway 280'in altından geçer . Işın hattının üzerindeki yer üstü klistron galerisi , LIGO projesinin ikiz interferometreleri 1999'da tamamlanana kadar Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en uzun binaydı. Havadan kolayca ayırt edilebilir ve havacılık çizelgelerinde görsel bir yol noktası olarak işaretlenmiştir.
Orijinal lineer hızlandırıcının bir kısmı artık Linac Tutarlı Işık Kaynağının bir parçasıdır.
Stanford Lineer Çarpıştırıcı
Stanford Doğrusal Çarpıştırıcısı, SLAC'de elektronları ve pozitronları çarpışan doğrusal bir hızlandırıcıydı . Kütle enerjisinin merkezi , hızlandırıcının incelemek üzere tasarlandığı Z bozonunun kütlesine eşit , yaklaşık 90 GeV idi. Lisans öğrencisi Barrett D. Milliken, ilk Z olayını 12 Nisan 1989'da Mark II dedektöründen bir önceki günün bilgisayar verilerini incelerken keşfetti . Verilerin büyük kısmı 1991'de çevrimiçi olan SLAC Büyük Dedektörü tarafından toplandı . 1989'da çalışmaya başlayan CERN'deki Büyük Elektron-Pozitron Çarpıştırıcısı tarafından büyük ölçüde gölgede kalmasına rağmen, SLC'deki yüksek polarize elektron ışını ( %80'e yakın) ), Z Bozon-b kuark eşleşmesindeki eşlik ihlali gibi belirli benzersiz ölçümleri mümkün kıldı.
Şu anda makinedeki güney ve kuzey yaylarına hiçbir ışın girmez, bu da Nihai Odak'a yol açar, bu nedenle bu bölüm ışın şalt sahasından PEP2 bölümüne ışın çalıştırmak için nakavt edilir.
SLAC Büyük Dedektör
SLAC Büyük Dedektörü (SLD), Stanford Doğrusal Çarpıştırıcısı için ana dedektördü. Öncelikle hızlandırıcının elektron-pozitron çarpışmaları tarafından üretilen Z bozonlarını tespit etmek için tasarlandı. 1991 yılında inşa edilen SLD, 1992'den 1998'e kadar işletildi.
PEP
PEP (Pozitron-Elektron Projesi) 1980'de 29 GeV'a kadar kütle merkezi enerjileriyle faaliyete başladı. PEP'in zirvesinde, çalışan beş büyük parçacık detektörü ve altıncı bir küçük detektör vardı. Yaklaşık 300 araştırmacı PEP'ten yararlandı. PEP 1990'da çalışmayı durdurdu ve PEP-II, 1994'te inşaata başladı.
PEP-II
1999'dan 2008'e kadar, lineer hızlandırıcının ana amacı, çevresi 2,2 km (1,4 mi) olan bir çift depolama halkasına sahip bir elektron-pozitron çarpıştırıcısı olan PEP-II hızlandırıcısına elektronları ve pozitronları enjekte etmekti. PEP-II, yük parite simetrisini inceleyen B-Fabrika deneylerinden biri olan BaBar deneyine ev sahipliği yaptı .
Stanford Synchrotron Radyasyon Işık Kaynağı
Stanford Synchrotron Radyasyon Işık Kaynağı (SSRL), SLAC kampüsünde bulunan bir senkrotron hafif kullanıcı tesisidir. Başlangıçta parçacık fiziği için inşa edilmişti, J/ψ mezonunun keşfedildiği deneylerde kullanıldı. Moleküllerin yapısını incelemek için depolanmış elektron ışını tarafından yayılan yüksek yoğunluklu senkrotron radyasyonundan yararlanan malzeme bilimi ve biyoloji deneyleri için özel olarak kullanılmaktadır. 1990'ların başında, bu depolama halkası için ana lineer hızlandırıcıdan bağımsız olarak çalışmasına izin veren bağımsız bir elektron enjektörü inşa edildi.
Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu
SLAC, Ağustos 2008'de fırlatılan Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu'nun görevinde ve çalışmasında birincil bir rol oynamaktadır. Bu görevin başlıca bilimsel hedefleri şunlardır:
- AGN'lerde , pulsarlarda ve SNR'lerde parçacık hızlandırma mekanizmalarını anlamak .
- Gama ışını gökyüzünü çözmek için: tanımlanamayan kaynaklar ve dağınık emisyon.
- Gama ışını patlamalarının ve geçici olayların yüksek enerjili davranışını belirlemek.
- Karanlık maddeyi ve temel fiziği araştırmak için.
KİPAK
Kavli Parçacık Astrofiziği ve Kozmoloji Enstitüsü (KIPAC), ana Stanford kampüsündeki varlığına ek olarak, kısmen SLAC gerekçesiyle barındırılmaktadır.
NABIZ
Stanford PULSE Enstitüsü (PULSE), SLAC'daki Merkez Laboratuvarda bulunan bir Stanford Bağımsız Laboratuvarıdır. PULSE, 2005 yılında Stanford fakültesi ve SLAC bilim adamlarının LCLS'de ultra hızlı röntgen araştırması geliştirmelerine yardımcı olmak için Stanford tarafından oluşturuldu. PULSE araştırma yayınlarına buradan ulaşabilirsiniz .
LCLS
Linac Tutarlı Işık Kaynağı (LCLS), SLAC'ta bulunan bir serbest elektron lazer tesisidir. LCLS, kısmen SLAC'deki orijinal doğrusal hızlandırıcının son 1/3'ünün yeniden yapılandırılmasıdır ve bir dizi alanda araştırma için son derece yoğun x-ışını radyasyonu sağlayabilir. İlk lazeri Nisan 2009'da elde etti.
Lazer, geleneksel senkrotron kaynaklarının göreli parlaklığının 109 katı olan sert X-ışınları üretir ve dünyadaki en güçlü x-ışını kaynağıdır. LCLS, çeşitli yeni deneylere olanak tanır ve mevcut deneysel yöntemler için geliştirmeler sağlar. Genellikle, x-ışınları, numuneleri yok etmeden önce atomik düzeyde nesnelerin "anlık görüntülerini" almak için kullanılır. Lazerin 6,2 ila 0,13 nm (200 ila 9500 elektron volt (eV)) arasında değişen dalga boyu, bir atomun genişliğine benzer ve daha önce erişilemeyen son derece ayrıntılı bilgiler sağlar. Ek olarak, lazer, femtosaniye veya saniyenin milyon milyarda biri olarak ölçülen bir "enstantane hızı" ile görüntüleri yakalayabilir, çünkü ışının yoğunluğu genellikle numunenin femtosaniye zaman ölçeğinde patlaması için yeterince yüksektir.
LCLS-II
LCLS-II projesi, iki yeni X-ışını lazer ışını ekleyerek LCLS'ye büyük bir yükseltme sağlamaktır. Yeni sistem, 4 GeV'de yeni bir süper iletken hızlandırıcı ve LCLS'nin mevcut enerji aralığını artıracak iki yeni dalgalanma seti eklemek için 500 m (1.600 ft) mevcut tüneli kullanacak. Bu yeni yetenekleri kullanan keşiflerden elde edilen ilerleme, yeni ilaçları, yeni nesil bilgisayarları ve yeni materyalleri içerebilir.
YÜZ
2012 yılında, orijinal SLAC LINAC'ın ilk üçte ikisi (~2 km) yeni bir kullanıcı tesisi olan Gelişmiş Hızlandırıcı Deneysel Testleri Tesisi (FACET) için yeniden hizmete girdi. Bu tesis kısa demet uzunlukları ve küçük nokta boyutları ile 20 GeV, 3 nC elektron (ve pozitron) ışınlarını iletebiliyordu, bu da ışınla çalışan plazma hızlandırma çalışmaları için idealdi. Tesis, SLAC LINAC'ın ilk üçte birini işgal edecek olan LCLS-II inşaatları için 2016 yılında faaliyetlerine son verdi. FACET-II projesi, 2019'da ışın güdümlü plazma hızlandırma çalışmalarının devamı için LINAC'ın orta üçte birlik kısmında elektron ve pozitron ışınlarını yeniden kuracak.
NLCTA
Next Linear Collider Test Accelerator (NLCTA), gelişmiş ışın manipülasyonu ve hızlandırma teknikleri üzerinde deneyler için kullanılan 60-120 MeV yüksek parlaklıkta elektron ışını lineer hızlandırıcıdır. SLAC'ın son istasyonu B'de bulunur. İlgili araştırma yayınlarının bir listesi burada görüntülenebilir .
Teorik fizik
SLAC ayrıca kuantum alan teorisi , çarpıştırıcı fiziği, astropartikül fiziği ve parçacık fenomenolojisi alanları da dahil olmak üzere temel parçacık fiziğinde teorik araştırmalar yapar .
Diğer keşifler
- SLAC ayrıca yüksek güçlü bir mikrodalga amplifikasyon tüpü olan klystron'un geliştirilmesinde de etkili olmuştur .
- Metre ölçekli bir hızlandırıcıda 42 GeV elektronun enerjisinin iki katına çıkarılması gibi son başarılarla plazma hızlandırma konusunda aktif araştırmalar var .
- SLAC bölgesinde bir Paleoparadoxia bulundu ve iskeleti Breezeway'deki küçük bir müzede görülebilir.
- SSRL tesisi, Archimedes Palimpsest'teki gizli metni ortaya çıkarmak için kullanıldı . Senkrotron radyasyon ışık kaynağından gelen X ışınları, orijinal mürekkebin içindeki ütünün parlamasına neden oldu ve araştırmacıların bir Hıristiyan keşişin temizlediği orijinal belgeyi fotoğraflamasına izin verdi.
Ayrıca bakınız
- hızlandırıcı fiziği
- siklotron
- dipol mıknatıs
- elektromanyetizma
- Parçacıkların listesi
- Temel savunma araştırmaları yürüten Amerika Birleşik Devletleri kolej laboratuvarlarının listesi
- parçacık ışını
- dört kutuplu mıknatıs
- Spallasyon Nötron Kaynağı
- Wolfgang Panofsky (1961–84, SLAC Direktörü; Profesör, Stanford Üniversitesi)
Referanslar
Dış bağlantılar
-
Resmi internet sitesi
- SLAC Today 21 Haziran 2010 tarihinde , SLAC'ın hafta içi yayınlanan çevrimiçi gazetesi Wayback Machine'de arşivlendi
- simetri dergisi , SLAC'ın aylık parçacık fiziği dergisi, Fermilab ile birlikte