Laboratorium SLAC, Menlo Park, California, Amerika Serikat
Laboratorium SLAC, Menlo Park, California, Amerika Serikat
Anonim

SLAC, akronim dari Stanford Linear Accelerator Center, laboratorium akselerator partikel nasional AS untuk penelitian dalam fisika partikel energi tinggi dan fisika radiasi-sinkrotron, yang berlokasi di Menlo Park, California. Sebuah contoh dari Ilmu Pengetahuan Besar pasca Perang Dunia II, SLAC didirikan pada tahun 1962 dan dijalankan oleh Universitas Stanford untuk Departemen Energi AS. Fasilitasnya digunakan oleh para ilmuwan dari seluruh Amerika Serikat dan di seluruh dunia untuk mempelajari konstituen materi yang mendasar. SLAC memiliki akselerator linier (linac) terpanjang di dunia — mesin sepanjang 3,2 km (2 mil) yang dapat mempercepat elektron menjadi energi 50 gigaelektron volt (GeV; 50 miliar elektron volt).

Konsep SLAC multi-GeV linac elektron berevolusi dari keberhasilan pengembangan linac elektron yang lebih kecil di Stanford University, yang memuncak pada awal 1950-an dalam mesin 1,2-GeV. Pada tahun 1962, rencana untuk mesin baru, yang dirancang untuk mencapai 20 GeV, disahkan, dan linac 3,2 km diselesaikan pada tahun 1966. Pada tahun 1968 percobaan di SLAC memberikan bukti langsung pertama — berdasarkan analisis pola hamburan yang diamati ketika tinggi. elektron energi dari linac diizinkan menyerang proton dan neutron dalam target tetap — untuk struktur internal (yaitu, quark) di dalam proton dan neutron. Richard E. Taylor dari SLAC berbagi Hadiah Nobel Fisika 1990 dengan Jerome Isaac Friedman dan Henry Way Kendall dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) untuk konfirmasi model quark dari struktur partikel-subatomik.

Kapasitas penelitian SLAC ditambah pada tahun 1972 dengan penyelesaian Stanford Positron-Electron Asymmetric Rings (SPEAR), sebuah collider yang dirancang untuk memproduksi dan mempelajari tabrakan elektron-positron dengan energi 2,5 GeV per balok (kemudian ditingkatkan menjadi 4 GeV). Pada 1974 fisikawan yang bekerja dengan SPEAR melaporkan penemuan rasa quark yang lebih berat, yang kemudian dikenal sebagai "pesona." Burton Richter dari SLAC dan Samuel CC Ting dari MIT dan Brookhaven National Laboratory dianugerahi Hadiah Nobel untuk Fisika pada tahun 1976 sebagai pengakuan atas penemuan ini. Pada tahun 1975 Martin Lewis Perl mempelajari hasil peristiwa pemusnahan elektron-positron yang terjadi dalam percobaan SPEAR dan menyimpulkan bahwa kerabat baru dan berat elektron — disebut tau — terlibat. Perl dan Frederick Reines dari University of California, Irvine, membagikan Hadiah Nobel Fisika 1995 atas kontribusinya pada fisika kelas lepton partikel elementer, yang menjadi milik tau.

SPEAR diikuti oleh akselerator partikel tabrakan-energi yang lebih besar, Proyek Positron-Elektron (PEP), yang mulai beroperasi pada tahun 1980 dan meningkatkan energi tabrakan elektron-positron hingga total 30 GeV. Karena program fisika energi tinggi di SLAC dialihkan ke PEP, akselerator partikel SPEAR menjadi fasilitas khusus untuk penelitian radiasi-sinkrotron. SPEAR sekarang menyediakan sinar-X intensitas tinggi untuk studi struktural berbagai bahan, mulai dari tulang hingga semikonduktor.

Proyek Stanford Linear Collider (SLC), yang mulai beroperasi pada tahun 1989, terdiri dari modifikasi ekstensif pada linac asli untuk mempercepat elektron dan positron ke masing-masing 50 GeV sebelum mengirim mereka ke arah yang berlawanan sekitar loop 600 meter (2.000 kaki) dari magnet. Partikel bermuatan berlawanan diizinkan bertabrakan, yang menghasilkan energi tumbukan total 100 GeV. Karakteristik energi tumbukan yang meningkat dari SLC menyebabkan penentuan yang tepat dari massa partikel Z, pembawa netral dari gaya lemah yang bekerja pada partikel fundamental.

Pada tahun 1998 linac Stanford mulai memberi makan PEP-II, sebuah mesin yang terdiri dari cincin positron dan cincin elektron yang dibangun satu di atas yang lain di terowongan PEP asli. Energi sinar disetel untuk membuat B meson, partikel yang mengandung quark bawah. Ini penting untuk memahami perbedaan antara materi dan antimateri yang memunculkan fenomena yang dikenal sebagai pelanggaran CP.