SLAC

SLAC , từ viết tắt của Trung tâm Máy gia tốc Tuyến tính Stanford , phòng thí nghiệm máy gia tốc hạt quốc gia Hoa Kỳ để nghiên cứu vật lý hạt năng lượng cao và vật lý bức xạ đồng bộ, nằm ở Menlo Park, California. Là một điển hình của Khoa học lớn sau Thế chiến II, SLAC được thành lập vào năm 1962 và được điều hành bởi Đại học Stanford cho Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. Các cơ sở của nó được các nhà khoa học từ khắp Hoa Kỳ và trên thế giới sử dụng để nghiên cứu các thành phần cơ bản của vật chất. SLAC nhà máy gia tốc thẳng dài nhất (linac) trong-một thế giới máy 3,2 km (2 dặm) dài có thể tăng tốc electron đến năng lượng của 50 volt gigaelectron (GeV; 50 tỷ electron volt).

SLAC

Khái niệm về linac electron đa GeV SLAC được hình thành từ sự phát triển thành công linac electron nhỏ hơn tại Đại học Stanford, đạt đến đỉnh cao vào đầu những năm 1950 trong một máy 1,2 GeV. Năm 1962, kế hoạch cho cỗ máy mới, được thiết kế để đạt 20 GeV, đã được ủy quyền và linac 3,2 km được hoàn thành vào năm 1966. Năm 1968, các thí nghiệm tại SLAC đã cung cấp bằng chứng trực tiếp đầu tiên — dựa trên phân tích các mẫu tán xạ được quan sát khi các electron năng lượng từ linac được phép tấn công các proton và neutron trong một mục tiêu cố định — đối với cấu trúc bên trong (tức là các quark) bên trong proton và neutron. Richard E. Taylor của SLAC đã chia sẻ giải Nobel Vật lý năm 1990 với Jerome Isaac Friedman và Henry Way Kendall của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) để xác nhận mô hình quark của cấu trúc hạt hạ nguyên tử.

Năng lực nghiên cứu của SLAC được tăng cường vào năm 1972 với việc hoàn thành Nhẫn bất đối xứng Positron-Electron (SPEAR) Stanford, một máy va chạm được thiết kế để sản xuất và nghiên cứu các va chạm electron-positron ở năng lượng 2,5 GeV mỗi chùm (sau đó được nâng cấp lên 4 GeV). Vào năm 1974, các nhà vật lý làm việc với SPEAR đã báo cáo việc phát hiện ra một loại hạt quark mới, nặng hơn, được gọi là “sự quyến rũ”. Burton Richter của SLAC và Samuel CC Ting của MIT và Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven đã được trao giải Nobel Vật lý năm 1976 để công nhận khám phá này. Năm 1975, Martin Lewis Perl đã nghiên cứu kết quả của các sự kiện hủy electron-positron xảy ra trong các thí nghiệm SPEAR và kết luận rằng một họ hàng mới, nặng của electron - được gọi là tau - có liên quan. Perl và Frederick Reines của Đại học California, Irvine,đã chia sẻ giải Nobel Vật lý năm 1995 cho những đóng góp của họ cho vật lý của lớp lepton của các hạt cơ bản, mà tau thuộc về.

Tiếp theo SPEAR là một máy gia tốc hạt chùm tia va chạm lớn hơn, năng lượng cao hơn, Dự án Positron-Electron (PEP), bắt đầu hoạt động vào năm 1980 và nâng năng lượng va chạm electron-positron lên tổng cộng 30 GeV. Khi chương trình vật lý năng lượng cao tại SLAC được chuyển sang PEP, máy gia tốc hạt SPEAR đã trở thành một cơ sở chuyên dụng để nghiên cứu bức xạ đồng bộ. SPEAR hiện cung cấp chùm tia X cường độ cao cho các nghiên cứu cấu trúc của nhiều loại vật liệu, từ xương đến chất bán dẫn.

Dự án Máy va chạm Tuyến tính Stanford (SLC), bắt đầu hoạt động vào năm 1989, bao gồm các sửa đổi sâu rộng đối với linac ban đầu để tăng tốc các electron và positron lên 50 GeV mỗi cái trước khi gửi chúng theo các hướng ngược nhau quanh một vòng lặp 600 mét (2.000 foot) của nam châm. Các hạt mang điện trái dấu được phép va chạm, dẫn đến tổng năng lượng va chạm là 100 GeV. Đặc tính năng lượng va chạm tăng lên của SLC dẫn đến xác định chính xác khối lượng của hạt Z, hạt tải điện trung hòa của lực yếu tác dụng lên các hạt cơ bản.

Năm 1998, linac Stanford bắt đầu cung cấp PEP-II, một cỗ máy bao gồm một vòng positron và một vòng điện tử được chế tạo bên trên cái kia trong đường hầm PEP ban đầu. Năng lượng của các chùm được điều chỉnh để tạo ra các meson B, các hạt chứa quark đáy. Những điều này rất quan trọng để hiểu được sự khác biệt giữa vật chất và phản vật chất dẫn đến hiện tượng được gọi là vi phạm CP.