SLAC

SLACซึ่งเป็นตัวย่อของStanford Linear Accelerator Centerห้องปฏิบัติการเครื่องเร่งอนุภาคแห่งชาติของสหรัฐฯสำหรับการวิจัยทางฟิสิกส์อนุภาคพลังงานสูงและฟิสิกส์การแผ่รังสีซินโครตรอนซึ่งตั้งอยู่ในเมนโลพาร์กแคลิฟอร์เนีย SLAC เป็นตัวอย่างของ Big Science หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 ก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2505 และดำเนินการโดยมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดสำหรับกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา นักวิทยาศาสตร์จากทั่วสหรัฐอเมริกาและทั่วโลกใช้สิ่งอำนวยความสะดวกเพื่อศึกษาองค์ประกอบพื้นฐานของสสาร SLAC เป็นที่ตั้งของเครื่องเร่งความเร็วเชิงเส้น (Linac) ที่ยาวที่สุดในโลกซึ่งเป็นเครื่องจักรที่มีความยาว 3.2 กม. (2 ไมล์) ซึ่งสามารถเร่งอิเล็กตรอนให้มีพลังงาน 50 กิกะอิเล็กตรอนโวลต์ (GeV; 50 พันล้านอิเล็กตรอนโวลต์)

SLAC

แนวคิดของ SLAC multi-GeV electron linac พัฒนามาจากความสำเร็จในการพัฒนาไลแน็กอิเล็กตรอนขนาดเล็กที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดซึ่งสิ้นสุดในช่วงต้นทศวรรษ 1950 ในเครื่อง 1.2-GeV ในปีพ. ศ. 2505 แผนสำหรับเครื่องจักรใหม่ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้เข้าถึง 20 GeV ได้รับอนุญาตและ linac ความยาว 3.2 กม. เสร็จสมบูรณ์ในปีพ. ศ. 2509 ในปีพ. ศ. 2511 การทดลองที่ SLAC ได้ให้หลักฐานโดยตรงเป็นครั้งแรกโดยอาศัยการวิเคราะห์รูปแบบการกระจายที่สังเกตได้เมื่อมีอุณหภูมิสูง อิเล็กตรอนพลังงานจากไลแนกได้รับอนุญาตให้โจมตีโปรตอนและนิวตรอนในเป้าหมายคงที่ - สำหรับโครงสร้างภายใน (กล่าวคือควาร์ก) ภายในโปรตอนและนิวตรอน Richard E. Taylor แห่ง SLAC แบ่งปันรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 1990 กับเจอโรมไอแซคฟรีดแมนและเฮนรี่เวย์เคนดอลจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) เพื่อยืนยันแบบจำลองควาร์กของโครงสร้างอนุภาคย่อยของอะตอม

ความสามารถในการวิจัยของ SLAC ได้เพิ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2515 ด้วยการเสร็จสิ้นของวงแหวนอสมมาตรของ Stanford Positron-Electron-Electron (SPEAR) ซึ่งเป็นเครื่องชนกันที่ออกแบบมาเพื่อผลิตและศึกษาการชนกันของอิเล็กตรอน - โพซิตรอนที่พลังงาน 2.5 GeV ต่อลำแสง (ต่อมาอัปเกรดเป็น 4 GeV) ในปีพ. ศ. 2517 นักฟิสิกส์ที่ทำงานกับ SPEAR ได้รายงานการค้นพบควาร์กรสชาติใหม่ที่หนักกว่าซึ่งกลายเป็นที่รู้จักในนาม "เสน่ห์" Burton Richter จาก SLAC และ Samuel CC Ting จาก MIT และ Brookhaven National Laboratory ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1976 เพื่อเป็นการยอมรับการค้นพบนี้ ในปีพ. ศ. 2518 Martin Lewis Perl ได้ศึกษาผลของเหตุการณ์การทำลายล้างอิเล็กตรอน - โพซิตรอนที่เกิดขึ้นในการทดลองของ SPEAR และสรุปได้ว่ามีความเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนตัวใหม่ที่เรียกว่า tau Perl และ Frederick Reines จาก University of California, Irvine,แบ่งปันรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 1995 จากการมีส่วนร่วมในฟิสิกส์ของอนุภาคมูลฐานระดับเลปตันซึ่งเป็นที่อยู่ของ tau

SPEAR ตามมาด้วยเครื่องเร่งอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่าและมีพลังงานสูงกว่าโครงการ Positron-Electron Project (PEP) ซึ่งเริ่มดำเนินการในปีพ. ศ. 2523 และเพิ่มพลังงานการชนกันของอิเล็กตรอน - โพซิตรอนเป็น 30 GeV เนื่องจากโปรแกรมฟิสิกส์พลังงานสูงที่ SLAC ได้เปลี่ยนไปใช้ PEP เครื่องเร่งอนุภาค SPEAR จึงกลายเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกเฉพาะสำหรับการวิจัยการฉายรังสีซินโครตรอน ขณะนี้ SPEAR มีลำแสงเอ็กซ์เรย์ความเข้มสูงสำหรับการศึกษาโครงสร้างของวัสดุหลากหลายประเภทตั้งแต่กระดูกไปจนถึงเซมิคอนดักเตอร์

โครงการ Stanford Linear Collider (SLC) ซึ่งเริ่มดำเนินการในปี 1989 ประกอบด้วยการดัดแปลงอย่างกว้างขวางกับ linac ดั้งเดิมเพื่อเร่งอิเล็กตรอนและโพซิตรอนเป็น 50 GeV ก่อนที่จะส่งไปในทิศทางตรงกันข้ามรอบวง 600 เมตร (2,000 ฟุต) ของ แม่เหล็ก อนุภาคที่มีประจุตรงข้ามกันได้รับอนุญาตให้ชนกันซึ่งส่งผลให้มีพลังงานการชนรวม 100 GeV ลักษณะพลังงานการชนที่เพิ่มขึ้นของ SLC นำไปสู่การกำหนดมวลของอนุภาค Z อย่างแม่นยำซึ่งเป็นพาหะเป็นกลางของแรงอ่อนที่กระทำต่ออนุภาคพื้นฐาน

ในปี 1998 Stanford linac เริ่มให้อาหาร PEP-II เครื่องจักรที่ประกอบด้วยวงแหวนโพซิตรอนและวงแหวนอิเล็กตรอนที่สร้างขึ้นเหนืออีกอันหนึ่งในอุโมงค์ PEP ดั้งเดิม พลังงานของคานถูกปรับแต่งเพื่อสร้าง B mesons อนุภาคที่มีควาร์กด้านล่าง สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างสสารและปฏิสสารที่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการละเมิด CP