A. 欧洲最大核物理实验室
欧洲核物理中心,是欧洲核子研究中心吧?欧洲核子研究中心(CERN)是世界上最大的粒子物理研究实验室。它成立于 1954 年,位于日内瓦的西北部,在法国与瑞士边界的侏罗山脚下。
CERN是欧洲第一个联合研究机构,由20个成员国提供资金,其卓越成绩已经成为国际合作的典范。CERN位于法国和瑞士的交界处,就在日内瓦的郊区。CERN主要研究物质是怎样构成的,以及是什么把它们结合起来的。CERN建有世界上最大的正负电子对撞机LEP(Large Electron-Positron collider)和超级质子同步加速器SPS(Super Proton Synchrotron),如图所示,大圆是LEP,周长达到27公里,粒子能够加速到每秒运动11000周,接近光速。小圆是SPS与加速器配套的是四层楼高的粒子检测器,用于对粒子性质进行分析。
来自全世界80多个国家、500多所大学及研究机构的6500多名科学家(占全球粒子物理学家的一半)在CERN进行实验。CERN自身拥有丰富的的技术支持人员,他们建立设施并保障其正常运转。所有的实验通常需要数百名科学家在巨大的设备上共同完成, CERN同时也是万维网的发源地。1990年,CERN的计算机科学家Tim Berners-Lee,为了方便分布于世界各地的高能物理学家之间的协作,设想和开发了万维网客户端和服务器端,还定义了URL、HTTP、HTML等。于正是由Tim等人的贡献,Internet才变成了今天的模样。
B. 费米实验室
费米实验室:大梦想才能赢得大收获(图)
上:实验室的新主任Pier Oddone在计划实验室的未来。
下:16层高的威尔逊大楼是费米实验室的行政大楼,实验室的创始人罗伯特·威尔逊相信:一个研究型实验室应该是学术界和国际文化的中心。大楼美丽的外形和内部同样美丽的粒子物理设施深深地吸引了物理学家。
据科学时报2005年6月22日报道:费米实验室拥有迄今为止世界上最大的加速器,但一台能量更大的加速器将于2008年在欧洲高能物理实验室建成,届时,美国政府将关闭费米实验室的这台加速器,实验室何去何从?即将出任实验室新主任的Pier Oddone选择了冒险:他希望耗资60亿美元的国际直线加速器落户费米实验室,他的目标是让费米实验室在下个十年中再次成为世界物理学的中心。
但日本也在积极争取成为直线加速器的新主人。新一代的加速器究竟会花落谁家呢?《自然》杂志的记者Geoff Brumifiel走进了费米实验室,看看它的希望有多大。
坐在自己的临时办公室里,今年60岁的物理学家Pier Oddone显得从容、自信。今年7月,他将掌管美国高能物理实验室的先锋——费米国家加速器实验室(简称费米实验室)。Oddone的到来正值实验室的多事之秋:实验室的大型加速器raison d\'être已计划于今后5年内关闭。但他对实验室的未来持乐观态度。
最高的能量寻找最小的粒子
Oddone将成为实验室的第15任主任。费米实验室是美国最大的高能物理实验室,在世界上是仅次于欧洲粒子物理研究所的第二大实验室。1967年11月21日,美国总统林顿·约翰逊签署法案,授权美国原子能委员会成立国家加速器实验室。1974年5月11日,为纪念原子时代卓越的物理学家、1938年诺贝尔物理学奖获得者恩里科·费米,实验室改名为费米国家加速器实验室。实验室的目标是探索自然界最微小的部分——存在于原子中的世界,了解宇宙是如何形成和运转的,提高人类对物质和能量的基本属性的理解。
费米实验室位于伊利诺伊州大草原边上的巴达维亚,拥有2100多名政府雇员,年度预算为3.07亿美元。实验室分别于1977年6月和1995年2月发现了基本粒子和力标准模型中的两个主要部分:底夸克和顶夸克。1983年,实验室耗资1.2亿美元建造了迄今为止世界上能量最强的碰撞器Tevatron。2001年7月,物理学家在Tevatron上第一次直接观察到了τ中微子,从而开启了物理研究的一个新时代。但在未来3年里,Tevatron将被欧洲高能物理实验室一个能量更大的对撞机——大型强子加速器(Large Hadron Collider,LHC)所取代。美国政府计划在LHC启用时就关闭Tevatron,费米实验室面临一个非常不确定的未来。
由于环形电子对撞机向更高发展时遇到同步辐射能量损失随束能量的四次方增长的困难,因此,国际高能物理界达成共识:在LHC后,采用大型直线对撞机(International Linear Collider,简称ILC)作为新一代的高能物理对撞机。ILC是一个庞然大物,它将建造在总长达30多公里的地下隧道里,使用最新的超导技术以5000亿电子伏特的能量击碎电子,预计到2016年前后才可建成,造价高达60亿美元。正是因为直线对撞机昂贵又费时,全球只能建造一台。
大梦想亦是大风险
Oddone梦想让直线对撞机落户费米实验室。他希望通过与国际同行的努力,最迟于2010年底开始在费米实验室建造直线对撞机。他知道对撞机的建设需要科学界的合作、国际外交的协调和美国政府对巨额经费的承诺。这个计划是一场冒险,它既可让实验室恢复昔日的辉煌,也会因目标或未来的不确定性而让实验室飘忽不定。
物理学家们在1979年开始建造Tevatron时就是怀着这样一个大梦想,他们的目标是想确证顶夸克是否存在。夸克是构成质子、中子和其它亚原子粒子的基本元素,理论上它是由三种不带整电荷的更基本的粒子组成,顶夸克和底夸克是其中最重的粒子。费米实验室曾在1977年用环型加速器探测到底夸克的存在。寻找更重的顶夸克意味着要用5亿至15亿电子伏特的能量击碎质子或反质子,设计Tevatron的目的就是做这件事。通过进一步的改造,对撞机在1995年捕捉到了顶夸克。新发现让物理学家们欢呼雀跃,却让实验室的管理者们开始头痛:下一步该怎么办?
费米实验室并不是惟一遭遇两难处境的美国粒子物理实验室。诺贝尔奖获得者Burton Richter是位于加州的斯坦福直线加速器中心的荣誉退休主任,他在1992年时也遇到过类似的问题。当时,实验室有一台曾在1968年第一个探测到夸克的电子加速器,但这台加速器的改造已经走到了尽头,没有再发展的空间了。因此,Richter决定将加速器转变为高能的X射线源,供生物学家、化学家和材料学家确定分子和材料的结构。斯坦福直线加速器中心也开始了多样化的研究,步入了天体物理学、射线探测和宇宙学的领域。今天,斯坦福直线加速器中心欣欣向荣,年度预算稳定增加。
但费米实验室没有选择多样性。它曾在20世纪90年代决定将Tevatron升级为能量更高的加速器。这一次,他们的梦想是寻找希格斯粒子,如果理论学家的预言是正确的,那么这将有助于解释为什么宇宙中的万物都有质量。捕获希格斯粒子是费米实验室下一个伟大的梦想。
Tevatron最后一次升级花了政府数亿美元,工程于2001年完工。但老化的Tevatron的事件并没有因此完结:在过去几年中它的基础已经开始松动、下陷,一些旨在提高其能量的技术出现了意想不到的问题。今天,在经过艰难的4年后,情况变得基本稳定,但Tevatron失去了最佳时间,只有少数人相信欧洲高能物理实验室的机器在2008年启动前,希格斯粒子会在Tevatron上被发现。
这将实验室的处境置于地狱的边缘。当大型强子对撞机启动后,Tevatron将被关闭,从而让许多物理学家无所事事,Richter说:“这将他们置于特殊的境地,现在的问题是如何从这种境地中走出来。”
只有全力以赴 才能梦想成真
费米实验室可以选择类似斯坦福加速器中心的多样化。费米实验室已将自己的触角伸展到充满宇宙的不带电的微中子,但微中子的研究不足以维持实验室现有的水平。实验室的许多物理学家对实验室使命的改变不屑一顾。CDF的发言人、物理学家Young Kee Kim说:“多样化是最容易的解决方案,但最艰难的路才是最有意义的。”“从我的观点来看,我们或者成为美国的高能中心,或者失去能量的前沿地位。”
Oddone同意这种观点。他说:“国际直线对撞机是实验室目前最大的机会。”在美国能源部的帮助下,费米实验室将提高它的加速器和对撞机研究,以期作为获得新设备的强大承诺。Oddone说,如果事情进展顺利,因为使用直线对撞机探测希格斯等奇异的粒子,费米实验室在下个十年中将再次成为世界物理学的中心。
但是,这只是一个大胆的假设。建造直线对撞机所需要的国际合作规模异常艰难,这里面充斥着经费的超限运作、团队间的明争暗斗和国际政治问题。即使对撞机事业向前进了,但它未必一定落户美国。日本文部省的高能加速器研究中心(KEK)的常务主任说,日本正在全力以赴地希望将对撞机能安置KEK。
未来的不确定性让实验室难以留住尚在实验室的几千名访问科学家。实际上,Tevatron的两个主要探测器CDF和DZero的运作已经面临人手不足的困境。DZero的发言人Jerry Blazey说:“许多人都想走,或者已经走了,目前我们最重要的是坚持住。”
现状让费米实验室越来越难以吸引从事线性对撞机模型研究的专家。在实验室的咖啡厅坐坐,你会发现情况好像会变得更严重。费米实验室正在尽最大努力营造良好的气氛。一种权宜之计是建一个能够让美国的研究人员可实时监测他们在欧洲高能物理研究中心的实验。负责计算机中心建造的Avi Yagil说:“我们将可以看见在欧洲实验室的科学家们看见的数据。”
Oddone认为费米实验室有人才、知识和空间来建造下一代的加速器,但除非全力以赴,否则梦想不会成真。他说:“是的,这是一个巨大的风险,问题是我们寻找的答案也有巨大的意义。”
C. 请问有谁知道世界上最着名的实验室
二十世纪世界着名实验室简介
进入二十世纪,各类物理实验室如雨后春笋,研究工作广泛开展。可以说,实验室是科学的摇篮,是科学研究的基地。下面选取若干有代表性的,对科学发展起过或正在起重要作用的物理实验室,分别作些介绍。
第一类是建立在大学里面,附属于大学的实验室。除了英国剑桥大学的卡文迪什实验室以外,还可以举出许多,其中着名的有莫斯科大学的物理实验室,荷兰莱顿大学的低温实验室,美国哈佛大学的杰佛逊(Jefferson)物理实验室,加州伯克利分校的劳伦斯辐射实验室,英国曼彻斯特大学的物理实验室。它们大都以基础研究为主,各有特长。例如:
一、荷兰的莱顿低温实验室
二十世纪初,这个实验室在昂纳斯(K.Onnes)领导下,在低温领域独占鳌头,最先实现了氦的液化,发现了超导电性,并一直在低温和超导领域居领先地位。特别是它以大规模工业技术发展实验室,开创了大科学的新纪元。荷兰是一个工业小国,荷兰莱顿低温实验室的经验特别值得我们学习和借鉴。
二、美国加州大学伯克利分校的劳伦斯辐射实验室
它是电子直线加速器的发源地,创建于30年代,当时正值经济萧条时期,创建人劳伦斯以其特有的组织才能,充分发掘美国的人力、物力和财力,建起了第一批加速器。在他的领导组织下,实验室成员开展了广泛的科学研究,发现了一系列超重元素,开辟了放射性同位素、重离子科学等研究方向。它是美国一系列着名实验室:Livermore,Los Alamos,Brookhaven等实验室的先驱,也是世界上成百所加速器实验室的楷模。
第二类实验室属于国家机构,有的甚至是国际机构,由好几个国家联合承办。它们大多从事于基本计量,高精尖项目,超大型的研究课题,和国防军事任务。例如:
三、德国的帝国技术物理研究所(简称PTR)
帝国技术物理研究所建于1884年,相当于德国的国家计量局,以精密测量热辐射着称。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。
四、英国国家物理实验室(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。
五、欧洲核子研究中心(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13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。人员共达6000人,多为招聘制。三十余年来,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)。
欧洲核子研究中心作为国际性实验机构,拥有雄厚的财力、物力和技术力量。由于工作涉及许多国家和组织,在建设和研究中难免会出现种种矛盾和磨擦,但经过协商和合作,工作进行顺利,庞大计划都能按时兑现,接连不断取得举世瞩目的成就(参见:高能物理,1985年第3期,第26页)。
第三类实验室直接归属于工业企业部门,为工业技术的开发与研究服务。其中最着名的有贝尔实验室和IBM研究实验室。
六、贝尔实验室
贝尔实验室原名贝尔电话实验室,成立于1925年,是一所最有影响的由工业企业经营的研究实验室。主要宗旨是进行通讯科学的研究,有研究人员20000人,下属6个研究部,共14个分部,56个实验室,每年经费达22亿美元,其中10%用于基础研究。除了无线电电子学以外,在固体物理学(其中包括磁学、半导体、表面物理学)、天体物理学、量子物理学和核物理学等方面都有很高水平。在这个研究机构中拥有一大批高水平的科研人员,几十年来获得诺贝尔物理奖的先后有:发明电子衍射的戴维森,发明晶体管的肖克利、巴丁和布拉坦,发明激光器的汤斯和肖洛,理论物理学家安德逊,射电天文学家彭齐亚斯和威尔逊。
贝尔实验室的经验很值得注意。工业企业对科学研究,特别是对基础研究的重视;开发和研究二位一体;领导有远见有魄力,善于抓住有生命力的新课题,这些都是有益的经验。
七、IBM研究实验室
IBM是International Bisiness Machines Corporation(美国国际商用机器公司)的简称,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。它创建于1911年,原名Computing-Tabulating-Recording Co.(C.T.R.),是由三家生产统计机械、时间记录器的公司组成。这些公司分别创建于1889、1890、1891年。1984年底,IBM公司的雇员超过39000人,业务遍及130个国家。
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),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)在美国纽约的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)在美国加州的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。
http://218.24.233.167:8000/Resource/GZ/GZWL/WLBL/WLXS/wl100019zw_0116.htm
D. 世界上有哪些着名的物理实验室,越全越好,谢谢
一、荷兰的莱顿低温实验室
二十世纪初,这个实验室在昂纳斯(K.Onnes)领导下,在低温领域独占鳌头,最先实现了氦的液化,发现了超导电性,并一直在低温和超导领域居领先地位。特别是它以大规模工业技术发展实验室,开创了大科学的新纪元。荷兰是一个工业小国,荷兰莱顿低温实验室的经验特别值得我们学习和借鉴。
二、美国加州大学伯克利分校的劳伦斯辐射实验室
它是电子直线加速器的发源地,创建于30年代,当时正值经济萧条时期,创建人劳伦斯以其特有的组织才能,充分发掘美国的人力、物力和财力,建起了第一批加速器。在他的领导组织下,实验室成员开展了广泛的科学研究,发现了一系列超重元素,开辟了放射性同位素、重离子科学等研究方向。它是美国一系列着名实验室:Livermore,Los Alamos,Brookhaven等实验室的先驱,也是世界上成百所加速器实验室的楷模。
第二类实验室属于国家机构,有的甚至是国际机构,由好几个国家联合承办。它们大多从事于基本计量,高精尖项目,超大型的研究课题,和国防军事任务。例如:
三、德国的帝国技术物理研究所(简称PTR)
帝国技术物理研究所建于1884年,相当于德国的国家计量局,以精密测量热辐射着称。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。
四、英国国家物理实验室(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。
E. 费米实验室的性质
最高的能量寻找最小的粒子Oddone将成为实验室的第15任主任。费米实验室是美国最大的高能物理实验室,在世界上是仅次于欧洲粒子物理研究所的第二大实验室。1967年11月21日,美国总统林顿·约翰逊签署法案,授权美国原子能委员会成立国家加速器实验室。1974年5月11日,为纪念原子时代卓越的物理学家、1938年诺贝尔物理学奖获得者恩里科·费米,实验室改名为费米国家加速器实验室。实验室的目标是探索自然界最微小的部分——存在于原子中的世界,了解宇宙是如何形成和运转的,提高人类对物质和能量的基本属性的理解。
F. 世界上有哪些着名的实验室
1、莱顿低温实验室:位于荷兰,二十世纪初,这个实验室在昂纳斯领导下,在低温领域独占鳌头,最先实现了氦的液化,发现了超导电性,并一直在低温和超导领域居领先地位。特别是其以大规模工业技术发展实验室,开创了大科学的新纪元。
2、劳伦斯辐射实验室:位于美国加州大学伯克利分校,它是电子直线加速器的发源地,创建于30年代,在创建人劳伦斯的领导组织下,实验室成员开展了广泛的科学研究,发现了一系列超重元素,开辟了放射性同位素、重离子科学等研究方向,是世界上成百所加速器实验室的楷模。
3、帝国技术物理研究所:位于德国,建于1884年,相当于德国的国家计量局,以精密测量热辐射着称,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,这个实验室可以说是量子论的发源地。
G. 可以获得诺奖的物理实验室
一、卡文迪什实验室
卡文迪什实验室相当于英国剑桥大学物理系。剑桥大学建于1209年,历史悠久,卡文迪什实验室则始建于1871年。
卡文迪什实验室的种种重大发现不但冲破了经典原子论框染,改变了人类两千多年的物质观,而且将观念的变革扩大到生命物质的遗传机理,奠定了电磁理论、气体导电理论、物质电结构理论、X射线晶体物理学,原子物理学、核物理学、分子生物学、射电天文学、表面物理学和凝聚志物理学的基础,因此大多具有划时代意义。
这些成就显示了卡文迪什实验室在现代科学发展中起到了何等重要的关键性作用。
二、莱顿低温实验室
谈到荷兰的莱顿低温实验室就不得不先提及它的创始人,低温物理学家卡麦林·昂尼斯(KamerlinghOnnes),他于1853年9月21日生于荷兰的格罗宁根,1926年2月21日卒于荷兰的莱顿。因制成液氦和发现超导现象于1913年获诺贝尔物理学奖。
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。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。
三、劳伦斯伯克利辐射实验室
劳伦斯伯克利辐射实验室早期关注于高能物理领域的研究。现在的主要研究领域是核物理、高能物理、核化学、生物和医学、分子科学和材料科学的基础研究等。
近年来在环境问题的分析和新能源技术,特别是地热能源、矿物燃料、太阳能及核聚变的发展方面也进行了大量的研究。
50多年来,该实验室一直在许多学科的科学研究上处于优越的地位,在国际上赢得了很高的声誉。该室的研究人员曾9次获得诺贝尔奖金。钚、锆、锎、锿、钔、锘和铹都是在该室发现的。对于镅和镄的发现,该室也起了重要作用。
四、帝国技术物理研究所
德国的帝国技术物理研究所建于1884年,相当于德国的国家计量局,以精密测量热辐射着称。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。
五、英国国家物理实验室
英国国家物理实验室(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。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。
六、欧洲核子研究中心
欧洲核子研究中心创立于1954年,是规模巨大的一个国际性的实验组织。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。这个研究中心建有两个国际研究所。
H. 全球着名的固体物理实验室有哪些
一、荷兰的莱顿低温实验室
二十世纪初,这个实验室在昂纳斯(K.Onnes)领导下,在低温领域独占鳌头,最先实现了氦的液化,发现了超导电性,并一直在低温和超导领域居领先地位.特别是它以大规模工业技术发展实验室,开创了大科学的新纪元.荷兰是一个工业小国,荷兰莱顿低温实验室的经验特别值得我们学习和借鉴.
二、美国加州大学伯克利分校的劳伦斯辐射实验室
它是电子直线加速器的发源地,创建于30年代,当时正值经济萧条时期,创建人劳伦斯以其特有的组织才能,充分发掘美国的人力、物力和财力,建起了第一批加速器.在他的领导组织下,实验室成员开展了广泛的科学研究,发现了一系列超重元素,开辟了放射性同位素、重离子科学等研究方向.它是美国一系列着名实验室:Livermore,Los
Alamos,Brookhaven等实验室的先驱,也是世界上成百所加速器实验室的楷模.
第二类实验室属于国家机构,有的甚至是国际机构,由好几个国家联合承办.它们大多从事于基本计量,高精尖项目,超大型的研究课题,和国防军事任务.例如:
三、德国的帝国技术物理研究所(简称PTR)
帝国技术物理研究所建于1884年,相当于德国的国家计量局,以精密测量热辐射着称.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.
四、英国国家物理实验室(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.
五、欧洲核子研究中心(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13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.人员共达6000人,多为招聘制.三十余年来,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).
欧洲核子研究中心作为国际性实验机构,拥有雄厚的财力、物力和技术力量.由于工作涉及许多国家和组织,在建设和研究中难免会出现种种矛盾和磨擦,但经过协商和合作,工作进行顺利,庞大计划都能按时兑现,接连不断取得举世瞩目的成就(参见:高能物理,1985年第3期,第26页).
第三类实验室直接归属于工业企业部门,为工业技术的开发与研究服务.其中最着名的有贝尔实验室和IBM研究实验室. 六、贝尔实验室
贝尔实验室原名贝尔电话实验室,成立于1925年,是一所最有影响的由工业企业经营的研究实验室.主要宗旨是进行通讯科学的研究,有研究人员20000人,下属6个研究部,共14个分部,56个实验室,每年经费达22亿美元,其中10%用于基础研究.除了无线电电子学以外,在固体物理学(其中包括磁学、半导体、表面物理学)、天体物理学、量子物理学和核物理学等方面都有很高水平.在这个研究机构中拥有一大批高水平的科研人员,几十年来获得诺贝尔物理奖的先后有:发明电子衍射的戴维森,发明晶体管的肖克利、巴丁和布拉坦,发明激光器的汤斯和肖洛,理论物理学家安德逊,射电天文学家彭齐亚斯和威尔逊.
贝尔实验室的经验很值得注意.工业企业对科学研究,特别是对基础研究的重视;开发和研究二位一体;领导有远见有魄力,善于抓住有生命力的新课题,这些都是有益的经验.
七、IBM研究实验室 IBM是International Bisiness Machines
Corporation(美国国际商用机器公司)的简称,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.它创建于1911年,原名Computing-Tabulating-Recording
Co.(C.T.R.),是由三家生产统计机械、时间记录器的公司组成.这些公司分别创建于1889、1890、1891年.1984年底,IBM公司的雇员超过39000人,业务遍及130个国家.
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),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)在美国纽约的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)在美国加州的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.
I. 多丝正比室的详解
工作在气体特性曲线的正比区(见气体电离探测器),且具有多丝结构的一种新型粒子探测器。1968年G.夏帕克等在深入研究正比计数器原理的基础上在欧洲核子中心(CERN)制成第一个可供使用的多丝正比室。正比计数器是由一根阳极丝和一个构成阴极的管子所组成。丝置于管子中心,工作在正比区。原理是:通过加较高电压而获得较大电场强度,粒子在管内电离产生的电子将在二次碰撞间受电场加速获得足够能量,从而再电离其他气体分子,最后收集到的电离数(输出脉冲)将比初始电离大许多,但又正比于初始电离。早在20世纪30年代,正比计数管就已获得广泛应用。但由于管子外壳限制,难以制成空间定位精度高的大面积探测器。1949~1956年有不少人想试制具有多根阳极丝,公用同一阴极,装在同一室壳内的“多丝正比计数器”。但都没有成功。夏帕克指出多丝构造的机制是:在电场和一定气体条件下,入射粒子在阳极丝附近由电离而引起气体放大,产生“雪崩”式的电离增殖,在该丝上建立一个负脉冲,而相邻之阳极丝及阴极丝平面感应出相反极性的正脉冲,至于电容耦合的同极性脉冲通常小于1/10,且可改变电容使之更小。因此,使用只对负极性脉冲灵敏的放大器,就可使每根阳极丝像一个正比计数器一样独立地对入射粒子计数和定位,其定位区域以二根阳极丝距离之半为界,即某丝上有脉冲输出,就表明有一粒子入射在该丝的1/2丝距区域内。
多丝正比室有方形、长方形、圆筒形等。常见的方形室见结构示意图,小的面积仅几十平方毫米,大的达十几平方米。阳极丝常用20μm、40μm直径的镀金钨丝,阴极丝通常用 100μm左右的铍铜丝、镀金钨丝或不锈钢丝。最常见的室框架为玻璃纤维板,窗为涤纶薄膜。气体常用流通式,最有名的是体积之比为75.0%氩+24.5%异丁烷 +0.5%氟里昂13B1构成的“魔异气体”。各丝均接有放大器,并连接计算机进行精确的定位测量和在线分析。
目前多丝室已广泛应用于粒子物理实验,成为高能物理实验的主要探测器之一,许多实验已达到使用几千甚至几万根阳极丝的规模。此外,它还广泛应用于核物理、天文学及宇宙线物理中,并正在逐步应用于医学、生物学等领域,如X 射线、正电子、质子或中子的照相诊断。
多丝正比室获得广泛应用的原因是:定位精度高(几百微米)、时间分辨好 (约20纳秒)、允许高计数率(每秒丝)、直流高压下自触发工作、连续灵敏、能同时计数和定位、易加工成各种形状和尺寸、能在高磁场中工作、有较好的能量分辨本领,并可从一个室单元中同时读出x、y两维坐标。
J. 世界上有哪些着名的实验室曾取得过哪些成就
一、荷兰的莱顿低温实验室 二十世纪初,这个实验室在昂纳斯(K.Onnes)领导下,在低温领域独占鳌头,最先实现了氦的液化,发现了超导电性,并一直在低温和超导领域居领先地位。特别是它以大规模工业技术发展实验室,开创了大科学的新纪元。荷兰是一个工业小国,荷兰莱顿低温实验室的经验特别值得我们学习和借鉴。 二、美国加州大学伯克利分校的劳伦斯辐射实验室 它是电子直线加速器的发源地,创建于30年代,当时正值经济萧条时期,创建人劳伦斯以其特有的组织才能,充分发掘美国的人力、物力和财力,建起了第一批加速器。在他的领导组织下,实验室成员开展了广泛的科学研究,发现了一系列超重元素,开辟了放射性同位素、重离子科学等研究方向。它是美国一系列着名实验室:Livermore,Los Alamos,Brookhaven等实验室的先驱,也是世界上成百所加速器实验室的楷模。 第二类实验室属于国家机构,有的甚至是国际机构,由好几个国家联合承办。它们大多从事于基本计量,高精尖项目,超大型的研究课题,和国防军事任务。例如: 三、德国的帝国技术物理研究所(简称PTR) 帝国技术物理研究所建于1884年,相当于德国的国家计量局,以精密测量热辐射着称。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。 四、英国国家物理实验室(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。 五、欧洲核子研究中心(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13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。人员共达6000人,多为招聘制。三十余年来,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)。 欧洲核子研究中心作为国际性实验机构,拥有雄厚的财力、物力和技术力量。由于工作涉及许多国家和组织,在建设和研究中难免会出现种种矛盾和磨擦,但经过协商和合作,工作进行顺利,庞大计划都能按时兑现,接连不断取得举世瞩目的成就(参见:高能物理,1985年第3期,第26页)。 第三类实验室直接归属于工业企业部门,为工业技术的开发与研究服务。其中最着名的有贝尔实验室和IBM研究实验室。 六、贝尔实验室 贝尔实验室原名贝尔电话实验室,成立于1925年,是一所最有影响的由工业企业经营的研究实验室。主要宗旨是进行通讯科学的研究,有研究人员20000人,下属6个研究部,共14个分部,56个实验室,每年经费达22亿美元,其中10%用于基础研究。除了无线电电子学以外,在固体物理学(其中包括磁学、半导体、表面物理学)、天体物理学、量子物理学和核物理学等方面都有很高水平。在这个研究机构中拥有一大批高水平的科研人员,几十年来获得诺贝尔物理奖的先后有:发明电子衍射的戴维森,发明晶体管的肖克利、巴丁和布拉坦,发明激光器的汤斯和肖洛,理论物理学家安德逊,射电天文学家彭齐亚斯和威尔逊。 贝尔实验室的经验很值得注意。工业企业对科学研究,特别是对基础研究的重视;开发和研究二位一体;领导有远见有魄力,善于抓住有生命力的新课题,这些都是有益的经验。 七、IBM研究实验室 IBM是International Bisiness Machines Corporation(美国国际商用机器公司)的简称,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。它创建于1911年,原名Computing-Tabulating-Recording Co.(C.T.R.),是由三家生产统计机械、时间记录器的公司组成。这些公司分别创建于1889、1890、1891年。1984年底,IBM公司的雇员超过39000人,业务遍及130个国家。 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),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)在美国纽约的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)在美国加州的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。