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赞!!图文并茂,来看看全球顶级的科研实验室有哪些(完结版)


12、贝尔实验室


美国贝尔实验室是晶体管、激光器、太阳能电池、发光二极管、数字交换机通信卫星、电子数字计算机、蜂窝移动通信设备、长途电视传送、仿真语言、有声电影立体声录音,以及通信网等许多重大发明的诞生地。自1925年以来,贝尔实验室共获得两万五千多项专利,现在,平均每个工作日获得三项多专利。贝尔实验室的使命是为客户创造、生产和提供富有创新性的技术,这些技术使朗讯科技(Lucent Technologies)公司在通信系统、产品、元件和网络软件方面处于全球领先地位。一共获得8项诺贝尔奖(其中7项物理学奖,1项化学奖)。


贝尔实验室的很多著名发现和发明——例如晶体管和激光——都源于对基础物理学的潜心研究,它们的问世让我们的生活发生了翻天覆地的变化。由于上演这些发现,贝尔实验室在国际上享有巨大声望。自1937年实验室研究员克林顿·戴维森(Clinton Davisson)因发现晶体对电子的衍射作用荣获诺贝尔物理学奖以来,贝尔实验室已经6次问鼎这一科学界的最高荣誉。


  现在的贝尔实验室将目光锁定在网络、高速电子、无线电、纳米技术、软件等可能更快为母公司“阿尔卡特-朗讯”带来回报的领域。在即将向这个基础物理学研究的一个最后堡垒说“再见”的时候,我们不妨细数一下贝尔实验室在物理学研究方面取得的伟大成就。


  贝尔实验室大楼


  我们在图片中看到的就是位于新泽西霍姆德(Holmdel)的贝尔实验室大楼。这是一个基础物理学研究的家园。由建筑师埃罗·沙里宁(Eero Saarinen)设计的贝尔实验室大楼建于1962年,是当地的一座标志性建筑,可容纳6000名员工。但现在的它已经人走楼空,惨遭忽视。据悉,阿尔卡特-朗讯已将这座大楼卖给一名开发商,后者计划将它变成一个集居住、办公和零售于一体的“多面手”。


  贝尔实验室美国总部


  图中所示建筑就是贝尔实验室位于新泽西默里·希尔的美国总部,这里是很多发明创造和科学突破的诞生地。阿尔卡特-朗讯表示,贝尔实验室总部仍具有令人无法抵御的魅力。相比之下,身为基础物理学研究“老巢”的霍姆德大楼运气就没有这么好了,现在已成他人囊中之物。霍姆德大楼取得的技术成就包括研制第一颗通讯卫星,以及朱棣文(Steven Chu)在激光冷却和“捕获”原子的研究中取得的巨大突破——他曾凭借这一成就摘得诺贝尔奖。


  验证电子波动性


  1927年,贝尔实验室的两名研究员——戴维森(图片中的人)和莱斯特·格莫尔(Lester Germer)通过将缓慢移动的电子射向镍晶体标靶,验证了电子的波动性。这项实验为所有物质和能量都同时具有波和粒子特性这一假设提供了强有力的证据。戴维森的发现成为固态电子学多个领域的基础。10年之后,他又凭借在电子干扰研究方面取得的成就获得诺贝尔奖。


  人类历史上第一个晶体管问世


  图片中呈现的就是人类历史上的第一个晶体管。它是在1947年问世的,身份是作为真空管和机械继电器的替代品。这一发明改变了电子学世界的面貌,成为当前承载所有电脑技术的基础。1956年,贝尔实验室科学家威廉·肖克利(William Shockley)、约翰·巴丁(John Bardeen)和沃尔特·布拉顿(Walter Brattain)因研制晶体管共享诺贝尔奖。值得一提的是,肖克利还在加利福尼亚州山景城创办了“夏克利半导体”公司,这也是首批落户后被称之为“硅谷”的高科技公司之一。


最有创造力的物理学家:菲利普·安德森


  图片中的人就是菲利普·安德森(Philip Anderson)。因在了解玻璃和磁性材料电子结构方面取得的成就,安德森于1977年获得诺贝尔物理学奖。他的研究打开了研制电子开关和电脑存储设备的大门。2006年,根据一种新的科技论文评估方法,安德森成为世界上最有创造力的物理学家。新评估方法建立在马德里大学统计物理学家何塞·索勒(Jose Soler)所提理论基础之上。1984年,安德森离开贝尔实验室,现在是普林斯顿大学的一名教授。


  发现宇宙微波背景辐射


  图片中展示的就是“喇叭天线”,站在上面的两个人分别是阿尔诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson),正是他们发现了宇宙微波背景辐射。根据“大爆炸”理论,早期宇宙是一个非常炽热的所在,随着不断向外扩张,宇宙中的气体慢慢冷却下来。如果这一理论成立,宇宙中应该充斥着大量辐射,即原始热量的残余物。经过潜心研究,贝尔实验室的研究人员最终证实了这一推测。1965年,彭齐亚斯和威尔逊在位于新泽西默里·希尔的贝尔实验室发现了宇宙微波背景辐射。这种辐射正是他们研制的无线电接收机内部过量噪音的来源。凭借这一发现,彭齐亚斯和威尔逊于1978年共享诺贝尔物理学奖。


  用激光冷却和捕获钠原子


  图片中所呈现的就是用激光冷却和“捕获”钠原子的过程。用激光冷却和“捕获”原子的想法最初是在贝尔实验室位于霍姆德的大楼举行的一次午餐会上提出来的。1978年,朱棣文加盟贝尔实验室,后来凭借在这一领域的研究获得诺贝尔奖。他在传记中写道:“两年内,贝尔实验室雇佣了大约20多个年轻科学家,我就是其中一个。我们都觉得自己是‘被上帝选中的人’。除了热衷的研究外,我们没有义务做其它任何事情。科学研究带来的快乐和兴奋遍布大楼的各个角落。”朱棣文现在是加州大学伯克利分校劳伦斯·伯克利国家实验室的负责人。


  电子的分数量子霍尔效应


  1998年,贝尔实验室研究员霍斯特·斯多莫尔(Horst Stormer)、罗伯特·拉夫林(Robert Laughlin,现就职于斯坦福大学)和崔琦(Daniel Tsui,现就职于普林斯顿大学),因发现并研究电子的分数量子霍尔效应,共享物理学诺贝尔奖。根据这个三人组的研究发现,电在强磁场下可产生关联并形成新的粒子,也就是所说的准粒子,只携带分数电子电荷。图片中展示的就是被散射和扫描的电子,呈现了准粒子创建的干扰图。


13、德国电子同步加速器研究所DESY


DESY 是世界上粒子加速器研究的主要中心之一。


DESY以成功将粒子研究与同步辐射应用研究结合在一起而闻名於世,使其起码可以在欧洲鹤立鸡群。利用DESY加速器开展的研究涉及粒子物理到分子生物。马普学会在DESY有三个工作组,欧洲分子生物实验室在DESY有一个分部。


DESY的永久雇员有1560人,包括茨威森(Zeuthen)分部的70人。另外,来自33个国家的2900位科学家使用DESY的装置。


DESY从事的研究:从晶体到夸克


晶体对每个人都很熟悉。覆盖马路的雪上冰晶体,放入一杯咖啡中的糖晶体...。晶体由无数按正常晶格排列的原子组成,是利用同步辐射开展研究的“原始材料”。同步辐射是粒子加速器发射出来的一种特殊的光。当电子在加速器环中由强磁铁迫使其在弯曲轨道中运行时,便产生这类辐射,粒子释放出大量的能量。


同步辐射强聚焦,波长光谱从红外区到硬X射线。DESY是世界上最重要的利用X射线光开展实验的场地之一。科学家们利用DORIS和PETRA产生的强辐射,化学家、生物学家、内科医生和材料研究人员可以仔细检查极其广泛的样品,研究物质结构到原子级。为了将来的研究,DESY正在研制亮度最高的光源。


原子绝不是物质的最小组成部分,它们由一个原子核和一个壳层电子组成。原子核由质子和中子组成,而它们又由夸克组成。这些小的令人难以置信的粒子是物理学家们在HERA上研究的目标。


在6.3公里长的HERA环里,负电子和正电子被加速到很高的能量。灵敏度非常高体积像楼房那样大的测量设备观察这些粒子发生巨大对撞后发生了什么情况。“超级电子显微镜”HERA是研究比质子本身小1000倍的粒子成为可能。从测量中,物理学家们对质子的内部结构和自然基本力的性质得出结论。


HERA新的研究揭示:每个质子类似由强力场紧密组合在一起的许多夸克,反夸克和胶子的旋云。根据我们目前以知的情况,夸克和电子是物质的基本组成部分,它们的尺寸仅为原子直径的亿分之一。从2000年秋到2001年中,HERA进行了大量改进,旨在提高质子和电子的对撞率,将原有的设计亮度提高4-5倍,以便发现标准模型以外未有预料到的新的效应。


TESLA项目


国际合作组正在DESY研制和规划一个新的加速器工程。该工程称为TeV能级超导直线加速器(TESLA)。


TESLA不仅为基础研究而且还为广泛的学科的应用研究开辟了新的前景。该工程由两个设施组成:一个是国际合作组开发的33公里长的直线加速器,它使正负电子发生对撞;另一个是4公里长驱动一种新型X射线激光器的电子加速器。这两个设施的运行前提是TESLA的新超导加速器技术。研究和应用的范围从材料和生命过程到物质结构和大爆炸的形成。


DESY在Zeuthen的分部


DESY Zeuthen自1992年后成为DESY的分部,位于德国布兰登堡州柏林东南部。其粒子物理研究主要集中在参加HERA的实验上。例如,研制和建造了探测器的一些精密部件,还参加从HERA上获取的数据的分析。


该分部的科学家还参与TESLA的开发。另外,他们还参加西欧中心的实验和测量,与柏林的大学及国外的大学和研究所进行密切合作。该分部还涉及中微子天体物理和并行计算中心两个项目。与国际合作组一起,分部在运行南极深冰中的AMANDA望远镜。


该望远镜用来探测宇宙中微子。在分部的“并行计算中心”,运行着一台大规模并行的高功率计算机。由于这些计算机的特殊配置,它们非常适合进行理论物理计算。


Zeuthen分部的PITZ光注入器


自2002年1月以来,DESY Zeuthen分部利用光注入器测试设备PITZ运行自己的那台小的直线加速器,开发和优化激光驱动高频电子源,因为两个TESLA工程都需要它们。TESLA直线对撞机和X射线激光器这两个装置需要很高质量的电子束流;束流的电子束团必须很短,同时有个极小的发射度。(发射度取决于束流的大小和孔径角度,因此成为确定粒子束流质量的度量法;发射度越低,束流聚焦的可能性越好。)因此,DESY在从事一个大的研制计划。作为模拟和理论探讨的补充,Zeuthen分部的PITZ测试设备被用来详细研究电子束团产生、加速和形成的过程,故使与汉堡TESLA测试设备目前运行无关的TESLA粒子源的束流质量和像运行安全的运行参数得到优化。


DESY在德国经济中的重要性


DESY在经济上不仅对汉堡地区,而且对周围的几个州,乃至全国都有重要意义。这是2000年2 月汉堡大学配给与竞争研究所发表的“DESY基础研究在经济上的重要性”的研究结论。研究报告的作者调查了1997年DESY运行和1984年到1990年建造HERA储存环所产生的营业额、收入、职业和国库税收效应(或从整体上称为“需求效应”)。


1997年,DESY运行确保了4244份工作,其中DESY以外的工作约占70%。在HERA投资阶段,确保了14205份工作。从DESY获益最大的是服务行业的供货商和经商者,接着是能源部门、化学、汽车、机械制造和电子学领域。


14、俄罗斯国家滤过性生物研究中心


俄罗斯国家滤过性生物研究中心戒备森严,是它世界上最安全的地方可以说毫不夸张,但是也不是万无一失,其最大威胁是窃贼,或许不是外贼,而是就在实验室工作的内贼。因此,挑选实验室的工作人员就变得非常重要。长期以来,西方国家一直担心由于前苏联各研究中心的工作人员虽然拥有很高的技术,但收入很低,他们极有可能经不起恐怖分子金钱的诱惑,将研究中心的秘密或武器技术偷偷带出去。
作为俄罗斯的生物医学研究中心,俄罗斯国家滤过性生物研究中心是世界上仅有的两个被允许公开存放天花病毒的地方,其意义非同凡响。根据1996年世卫组织成员的认同。应销毁实验室里的天花病毒样本,然而销毁时间却一拖再拖。围绕是否销毁天花病毒,各国政府和学术界一直争论不休。天花再获将于2014年再讨论是否销毁。


目前,世界上有两个戒备森严的实验室里保存着少量的天花病毒,它们被冷冻在-70 ℃的容器里,等待着人类对它们的终审判决。这两个实验室一个在俄罗斯的西伯利亚,另一个在美国的亚特兰大。世界卫生组织于1993年制定了销毁全球天花病毒样品的具体时间表,后来这项计划又被推迟。


15、英国的国家物理实验室(National Physical Laboratory,简称NPL)


英国的国家物理实验室,是英国历史悠久的计量基准研究中心,创建于1900年。
1981年分6个部:即电气科学、材料应用、力学与光学计量、数值分析与计算机科学、量子计量、辐射科学与声学。


作为高度工业化国家的计量中心,与全国工业、政府各部门、商业机构有着广泛的日常联系,对外则作为国家代表机构,与各国际组织、各国计量中心联系。它还对环境保护,例如噪声、电磁辐射、大气污染等方面向政府提供建议。英国国家物理实验室共有科技人员约1000人,1969年最高达1800人。


16、美国德斯坦福直线加速器中心


成立于1962年,主要从事高能粒子物理、宇宙线和天体物理、同步辐射及其应用研究、加速器新技术的研究等。1962年斯坦福直线加速器中心成立后,开始建造2英里长的直线加速器和实验区。1966年该加速器投入运行,物理实验开始。该中心的科学家们用加速器产生的电子来探索质子和中子的结构,发现了质子中称为“夸克”的新的更小的粒子。1972年建造了斯坦福正负电子非对称环(SPEAR),从而开始了一个粒子对撞的时代。1974年,Burton Richter领导的实验小组在SPEAR上利用复杂的探测器开展物质与反物质的对撞研究。当这两种类型的粒子对撞时,它们在小的爆炸中消失。在这一过程中,Burton Richter领导的实验小组发现了一种以前未知的基本粒子,称为“ψ”的粒子,它由夸克和反夸克组成。鲁克海文国家实验室的丁肇中领导的实验小组也在布也发现这一粒子,称为“J”粒子。1975年Martin Perl利用同一加速器做物理实验,发现正负电子对撞后产生的称为τ的新粒子,该粒子属于第三代轻子。


20世纪80年代,斯坦福直线加速器中心又建造了两台加速器,即正负电子工程(PEP)和斯坦福直线对撞机(SLAC)。PEP的环相当于SPEAR的10倍,直线加速器的能量改进后,1980年正负电子对撞的数量是SPEAR的几倍。许多科学家利用此设备对以前实验中发现的粒子特征和行为进行了长达10年的详细研究。1983年该加速器中心开始动工建造2英里长的斯坦福直线对撞机,1989年投入运行,其对撞能量比PEP更高。十年来,斯坦福直线加速器中心大型探测器(SLD)在该加速器上所做的实验,对了解宇宙做出了许多重要贡献。1994年起对PEP的储存环加以改进,改进后PEP—II成为B工厂,1998年投入运行使更多的正负电子发生对撞,产生B和B-粒子。


17、麻省理工学院的林肯实验室(Lincoln Laboratory)


MIT于1951年在麻省的列克辛顿(Lexington)创建了林肯实验室。其前身是研制出雷达的辐射实验室。该实验室是联邦政府投资的研究中心,其基本使命是把高科技应用到国家安全的危急问题上。它很快在防空系统的高级电子学研究中赢得了声誉,其研究范围又迅速扩展到空间监控、导弹防御、战场监控、空中交通管制等领域,是美国大学第一个大规模、跨学科、多功能的技术研究开发实验室。


1957年该实验室建成全固态、可编程数字计算机控制的雷达系统(Millstone Hill radar),实现了对空间目标的实时跟踪,既能跟踪苏联卫星的活动,也能监控卡那维拉尔角的火箭发射。后来,这发展成弹道导弹战略防御系统,其中关键性的技术是数字信号处理和模式识别。在20世纪60年代初期,林肯实验室开发了卫星通信系统,导致8颗实验通信卫星的发射。在20世纪70年代初期,实验室开始研究民航交通管制,强调雷达监控,进行恶劣气象的检测,开发了航空器的自动化控制装置。在20世纪80年代,实验室为克服大气紊流的影响,开发了大功率激光雷达系统。20世纪90年代,为NASA等开发了传感器。现在,林肯实验室则在开发陆地图像处理设备。


为了支持庞大的创新研究,林肯实验室一直保持了在基础研究上的领先地位,例如表面物理、固态物理以及有关材料的优势。它完成了开发半导体激光器的早期研究,设计了红外激光雷达,并开发了高精度卫星定位与跟踪系统。


林肯实验室在计算机图形学、数字信号处理理论以及设计与建造高速数字信号处理计算机等方面做出很大的贡献。信号处理毕竟是实验室许多项目的核心技术,包括高吞吐率的通用信号处理器。它在语音编码与识别方面也有许多出色工作,为自动翻译开拓了道路。


林肯实验室现有雇员2432人,它在2003财政年度的经费是5.226亿美元,其中91.6%即4.787亿美元来自美国国防部,这就不难理解MIT林肯实验室事实上是美国军事电子系统的大本营。


18、日本高能加速器研究机构(日语:高エネルギー加速器研究机构,简称KEK)


原为隶属于日本文部省的国家实验室,于2004年改制为法人后,隶属于日本大学共同利用机关法人,为高能物理学与加速器科学的综合研究机构。KEK最早是在1997年4月1日,由原来的高能物理研究所、东京大学原子核研究所以及东京大学理学院所附属的介子科学研究中心改组而成的,成为一所综合研究所大学(综合研究大学院大学)。


主要的实验设施
B介子工厂:为周长3.016Km的圆形对撞加速器。由8.0GeV的电子与3.5GeV的正子对撞反应,产生大量的B介子?反B介子。此加速器提供贝尔实验(Belle)的进行。贝尔实验是由13个国家、53个研究单位、约300位研究员所组成的国际合作基本粒子实验。KEKB加速器将电子与正子加速后对撞反应,每年产生约1亿B介子、反B介子衰变的事例,由Belle侦测器来进行分析,进行CP破坏(粒子与反粒子性质的不同)的研究。这个对于目前宇宙中反物质消失的一大谜团,CP破坏是相当重要的一大关键,而在B介子衰变的系统下,理论学家预期可以观察到很大的CP破坏的现象,因此Belle实验是目前世界瞩目的焦点之一。


光子工厂(Photon Factory环):周长187m的圆形加速器,产生同步辐射作为精细结构与生物学研究之用。


PF-AR:用来将加速后的单一团电子(single bunch)产生高亮度脉冲同步辐射产生环。


质子同步加速器(Proton Synchrotron):12 GeV质子同步加速器将于2006年停止运作,之后实验转移至位于茨城县东海村的J-PARC中心进行。


微中子束线:目标向约250Km远的超级神冈号(スーパーカミオカンデ)射出微中子束线,进行长基线微中子振动实验。



19、德国的联邦技术物理研究所(Physikalisch Technische Bundesanstalt,简称PTB)


建于1884年,原名帝国技术物理研究所(Physikalisch Technische Reichsanstalt,简称PTR),相当于德国的国家计量局,以精密测量热辐射著称。十九世纪末该研究所的研究人员致力于黑体辐射的研究,导致了普朗克发现作用量子。可以说这个实验室是量子论的发源地。


谈到该实验室就须介绍物理学史上两位重要的人物。


第一个是1911年诺贝尔物理学奖获得者维恩Wilhelm Wien(1864-1928),他曾是该实验室的理论带头人,在这里工作长达近十年的时间。他的主要贡献是发现了几个重要的热辐射定律。


第二位是1918年诺贝尔物理学奖得主普郎克,他发现的能量级对物理学的进展作出了重大贡献。他是继维恩后曾在该实验室工作的一位重要的学术带头人。


20、莱顿低温实验室


金属的电阻问题是昂尼斯的一个重要研究课题,当时对金属的电阻在绝对零度附近如何变化,有不同的说法。有人认为纯金属的电阻应随温度的降低而逐渐变小,并最终在绝对零度消失。昂尼斯最初相信的是开尔文1902年提出的另一种观点,即随着温度的降低,金属的电阻在达到一极小值后,会由于电子凝聚到金属原子上而变为无限大。昂尼斯由于掌握了液化氦的技术,因而具备了从实验上研究这一问题的条件。1911年2月,他测量了金和铂在液氦温度下的电阻,发现在4.3 K以下,铂的电阻保持为一常数,而不是通过一极小值后再增大。因此他改变了原来的看法,而认为纯铂的电阻应在液氦温度下消失。


为了检验他的看法,选择了汞作为实验对象,因为汞比其他金属容易提纯。实验结果出现了令人意想不到的奇特现象:汞的电阻在4.2 K左右突然消失。1911年4月~11月,昂尼斯在连续三篇论文中详细地报道了他的实验结果。1913年,昂尼斯又发现锡和铅也具有和汞一样的超导电性,不纯的汞也具有超导电性。


由于昂尼斯对莱顿大学物理实验室的出色领导和管理,使该实验室成了本世纪初全世界低温研究的中心。有许多国外学家曾来到莱顿大学,在这个实验室短期或较长期地工作。他们之中不仅有卡麦林·昂尼斯的合作者,还有其他来自世界各地的学者和技师,到莱顿研究或学习的主要课题是低温学。实验室的其他研究项目包括热力学、放射性定律、光学及电磁学现象的观察,例如荧光和磷光现象,在磁场中偏振面的转动,磁场中晶体的吸光光谱,以及霍尔效应,介电常数,特别是金属的电阻。从1901年起创办的培训仪器制造厂和玻璃吹制工的学校,也为卡麦林·昂尼斯和的实验室赢得了荣誉。


21、欧洲核子研究中心(European Organization for Nuclear Research,简称CERN)


欧洲核子研究中心创立于1954年,是规模最大的一个国际性的实验组织。它的创建、方针、组织、选题、经费和研究计划的执行,都很有特点。1983年在这里发现W±和Z0粒子,次年该中心两位物理学家鲁比亚和范德梅尔获诺贝尔物理奖。
欧洲核子研究中心是在联合国教科文组织的倡导下,由欧洲11个国家从1951年开始筹划,现已有26个成员国。经费由各成员国分摊,所长由理事会任命,任期5年。下设管理委员会、研究委员会和实验委员会,组织精干,管理完善。研究人员共达9000人,多为招聘制。这是一个旨在探索“宇宙开始时最基本的东西是什么”等问题的纯科学的物理研究机构,也是当今世界上规模最大的科学实验室之一。来自包括中国在内的世界80多个国家的6000多名物理学家曾在此工作过。


这个研究中心建有两个国际研究所,供世界著名的科学家小组研究亚原子核的结构及其理论。第一研究所装有6亿电子伏的同步回旋加速器,280亿电子伏的质子同步加速器等。第二研究所在第一研究所旁边,它装有一台周长约7千米的新质子同步加速器。


研究中心除有许多先进而价格昂贵的试验设备外,还有图书资料室,并出版《欧洲核研究组织信使》(月刊)和科学报告等。由于中心的设备齐全,服务优良,加上科学家们的勤奋努力,欧洲核子研究中心在粒子物理研究领域已经取得了一些举世瞩目的成果,从而成为名副其实的核子研究中心。


数十年来,该研究中心先后建成质子同步回旋加速器、质子同步加速器、交叉储存环(ISR)、超质子同步加速器(SPS)、大型正负电子对撞机(LEP)、并拥有世界上最大的氢气泡室(BEBL)。


22、IBM研究实验室(IBM Research)


IBM是International Business Machines Corporation(美国国际商用机器公司)的简称,创建于1911年,现已发展成为跨国公司,在计算机生产与革新中居世界领先地位。


IBM研究实验室也叫IBM研究部,共有研究人员3500人,还吸收许多博士后和访问学者参加工作。它专门从事基础科学研究,并探索与产品有关的技术,其特点是将这两者结合在一起。科学家在这里工作,一方面推进基础科学,一方面提出对实际应用有益的科学新思想。研究部下属四个研究中心:


(1)位于美国纽约的Thomas J.Watson研究中心。从事计算机科学、输入/输出技术、生产性研究数学、物理学、记忆和逻辑等方面的研究。其中物理学包括:凝聚态物理、超微结构、材料科学、显微技术、表面物理、激光物理以至天文学和基本粒子。


(2)位于美国加州的Almaden研究中心。除了计算机科学以外,还进行高温超导、等离子体、扫描隧道显微镜和同步辐射等研究。


(3)瑞士Zurich研究中心。重点是激光科学与技术,特别是半导体激光器、光学储存、光电材料、分子束外延、高温超导、超显微技术等方面,还进行信息处理等计算机科学研究。


(4)日本东京研究中心。内分计算机科学研究所、新技术研究所和东京科学中心,主要是结合计算机的生产和革新进行研究。


进入80年代,IBM研究中心成绩斐然,两届诺贝尔物理奖都被它的成员夺得:一是因发明扫描隧道显微镜,宾尼格(G. K. Ginnig)与罗勒尔(H. Rohrer)共获1986年诺贝尔物理奖的一半,二是因发现金属氧化物的高温超导电性,柏诺兹(J. G. Bednorz)和缪勒(K. A. Müller)共获1987年奖。


23、加州理工学院的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,简称JPL)


喷气推进实验室是位于加利福尼亚州帕萨迪那美国国家航空航天局(NASA)的一个下属机构,负责为美国国家航空航天局开发和管理无人空间探测任务,行政上属于加州理工学院管理,前身是由航空大师西奥多.冯.卡门于1936年牵头成立的喷气动力研究所。在国际科技界,喷气推进实验室如雷贯耳,它在美国导弹和航天发展史上起到了空前的作用,尤其是1958年“探险者1号”进入轨道,确立了其作为“太空开发计划之母”的地位。目前喷气推进实验室共进行着45个项目的研发,各种无人探测器升空后的控制工作大都由其负责。它还担负着对地球准确测量的任务,控制着全球的深空探测网络。这里汇集了太空研究领域一流的科学家和工程师,员工总数超过5200人,年度研究经费达13亿美元。


【探测任务】以下是按时间顺序列出的有重大意义的任务,它们全部由喷气与推进实验室资助。


  1 探索者计划 (Explorer Program)
  2 水手计划 (Mariner Program)
  3 先锋计划 3和4 (Pioneer 3 and 4)
  4 海盗者计划 (Viking Program)
  5 旅行者计划 (Voyager Program)
  6 麦哲伦计划 (Magellan Program)
  7 伽利略计划 (Galileo Probe)
  8 深空 1和2 (Deep Space 1 and 2)
  9 火星全球探测者 (Mars Global Surveyor)
  10 探测火星大气的轨道卫星 (Mars Climate Orbiter)
  11 卡西尼惠更斯卫星 (Cassini Huygens)
  12 星尘计划 (Stardust)
  13 火星奥德赛计划 (Mars Odyssey)
  14 火星探路者计划 (Mars Pathfinder)
  15 火星漫步者计划 (Mars Exploration Rover Mission)
  16 斯皮策深空望远镜 (Spitzer Space Telescope)
  17 火星探测轨道卫星 (Mars Reconnaissance Orbiter)




24、加州理工学院的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,简称JPL)


喷气推进实验室是位于加利福尼亚州帕萨迪那美国国家航空航天局(NASA)的一个下属机构,负责为美国国家航空航天局开发和管理无人空间探测任务,行政上属于加州理工学院管理,前身是由航空大师西奥多.冯.卡门于1936年牵头成立的喷气动力研究所。在国际科技界,喷气推进实验室如雷贯耳,它在美国导弹和航天发展史上起到了空前的作用,尤其是1958年“探险者1号”进入轨道,确立了其作为“太空开发计划之母”的地位。目前喷气推进实验室共进行着45个项目的研发,各种无人探测器升空后的控制工作大都由其负责。它还担负着对地球准确测量的任务,控制着全球的深空探测网络。这里汇集了太空研究领域一流的科学家和工程师,员工总数超过5200人,年度研究经费达13亿美元。


【探测任务】以下是按时间顺序列出的有重大意义的任务,它们全部由喷气与推进实验室资助。


  1 探索者计划 (Explorer Program)
  2 水手计划 (Mariner Program)
  3 先锋计划 3和4 (Pioneer 3 and 4)
  4 海盗者计划 (Viking Program)
  5 旅行者计划 (Voyager Program)
  6 麦哲伦计划 (Magellan Program)
  7 伽利略计划 (Galileo Probe)
  8 深空 1和2 (Deep Space 1 and 2)
  9 火星全球探测者 (Mars Global Surveyor)
  10 探测火星大气的轨道卫星 (Mars Climate Orbiter)
  11 卡西尼惠更斯卫星 (Cassini Huygens)
  12 星尘计划 (Stardust)
  13 火星奥德赛计划 (Mars Odyssey)
  14 火星探路者计划 (Mars Pathfinder)
  15 火星漫步者计划 (Mars Exploration Rover Mission)
  16 斯皮策深空望远镜 (Spitzer Space Telescope)
  17 火星探测轨道卫星 (Mars Reconnaissance Orbiter)




25、布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory,简称BNL)


布鲁克海文国家实验室位于纽约长岛萨福尔克县(Suffolk County)中部,原址为第一、二次世界大战时的美国陆军厄普顿兵营。该实验室成立于1948年,现隶属于美国能源部,由石溪大学和BATTELLE成立的布鲁克海文科学学会负责管理。
布鲁克海文国家实验室拥有3台开展研究用的反应堆和同步辐射光源、强场核磁共振仪、投射电子显微镜、扫描电子显微镜正电子断层成像仪、回旋加速器等一大批大型仪器和设备。除开创了核技术、高能物理、纳米技术等多个领域的研究外,该实验室还在生物、化学、医学、材料科学、环境科学、能源科学和技术等多学科开展研究。大科学装置群的强大支撑能力和多学科交叉的环境,使布鲁克海文国家实验室在发展新型、边缘科学和突破重大新技术方面具有强大的能力,取得多项令世界瞩目的重大成果,并数次获得诺贝尔奖,成为著名的大型综合性科学研究基地。


布鲁克海文实验室拥有3000名雇员,每年还接待全球的超过4000名科学家的访问。布鲁克海文的年度研究经费超过4亿美元。




26、费米国家实验室


1969年10月3日主环为200 GeV的质子加速器破土动工。1972年3月1日第一个能量为200 GeV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。后来费米实验室又开始建造的质子—反质子对撞机Tevatron,1983年开始运行时命名为能量倍增器,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512 GeV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800 GeV的束流。1985年10月13日,CDF探测器在质心能量1.6 TeV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900 GeV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。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150 GeV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400 MeV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。




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