美国阿贡国家试验室(以下简称阿贡)隶属于美国动力部和芝加哥大学,坐落于伊利诺伊州的广袤土地上,占地面积达600多公顷,被6.9平方公里的森林保护区所盘绕。
阿贡国家试验室。远景中可见的是先进光子源,这是一个棒球场巨细的同步加速器,可发生超强X射线。
作为一个多范畴的科学和工程研讨中心,大约2000多名才华横溢的科学家和工程师聚集于此,一起处理关乎人类开展和地球命运的许多应战。经过与大学、工厂和其他几个国家试验室协作,阿贡的科学家们尽力探究新途径来推进动力范畴的科学技术立异,小到研讨分子等级的新资料,大到探究广袤地球甚至众多国际。
一起,阿贡地处国际多家尖端研讨机构邻近,运用这一区位优势,阿贡在广泛的中心科学范畴,从高能物理、资料科学到结构生物学和先进核算科学等范畴,引领、发现并推进立异。
阿贡是曼哈顿工程的一部分,其前身是芝加哥大学的冶金试验室。1942年12月2日,出名物理学家恩里科·费米领导的团队在此成功建立了国际上第一个可控核反应堆(芝加哥一号堆),完成了曼哈顿方案的重要一环,也标志着人类从此迈入原子能年代。
1946年7月1日,该试验室正式被特许建立的美国第一个国家试验室,进行“核子学协作研讨”。试验室相继规划和制作了多个反应堆,这中心还包含试验增殖反应堆一号。1951年,这个反应堆点亮了4盏灯泡,人类第一次用上了核电。这为现在国际各地大多数用于发电的商业反应堆的规划奠定了根底,并为未来商业电站的液态金属反应堆的规划供给了参阅。
1951年,阿贡国家试验室制作的核反应堆中,国际上第一批核发电点着了4盏灯泡。
与此一起,该试验室还协助规划了国际上第一艘核动力潜艇“鹦鹉螺”号的反应堆。1958年,这艘潜艇完成了从冰下穿越北极点的豪举。
除了核技术遥遥领先,阿贡也是美国物理、化学和其他范畴根底研讨的开创性中心。
1955年,阿贡化学家与协作者发现了元素锿和镄,即元素周期表中的第99号和第100号元素。1962年,试验室化学家制造出第一种惰性气体氙气化合物,拓荒了化学键研讨的新范畴。1963年,科学家发现了水合电子,这是溶液中的自由电子,也是有几率存在的最小阴离子。
同年,阿贡和加州大学芝加哥分校的研讨员玛丽亚·格佩特·梅耶尔因发现原子核核壳模型而取得诺贝尔物理学奖。这一发现让科学家们对原子核的性质有了最深入的见地,并为未来几十年的核物理学拓荒了新的路途。
当12.5GeV零梯度同步加速器选址“花落”阿贡时,该试验室的高能物理也取得了飞跃开展。这一加速器于1963年投入运用。
该试验室还孵化了强壮的电池研讨项目。20世纪90年代,阿贡科学家发明晰一种革命性的正极资料,这样一种资料比其他电池资料寿数更加长、贮存能量更多。此外,阿贡创始的镍—锰—钴阴极资料已被授权应用于通用汽车在内的全球制造商。
阿贡也因有许多巨大而杂乱的科学设备而出名。每年,有6000多名研讨人员前来观赏这些设备,并运用其在广泛的科学和工程范畴打开开创性研讨。
1995年建成的先进光子源(APS)本质上是一种功能强壮的X射线机器。APS现已为多项取得诺贝尔化学奖的研讨铺平了路途,但它仍孜孜不倦地全天候工作,协助科学家对从癌症药物到蝴蝶翅膀等许多资料进行成像。
2006年,阿贡开发了另一个国家用户设备——阿贡领导力核算设备(ALCF)。从557万亿次浮点的Intrepid、10千万亿次浮点的米拉(Mira),到15.6万亿次浮点的西塔(Theta),再到每秒可执行200亿亿次浮点核算“极光”(Aurora),科学家们运用一代又一代超级核算机对资料、气候、疾病等现象和物质进行着建模和模拟试验。
该试验室还建立了纳米资料中心,从此促进了各种产品的开发,从用于人工视网膜和加速器的超纳米晶金刚石薄膜,到能吸收很多走漏石油的特别海绵。
2020年,美国动力部阿贡国家试验室于2020年牵头组成Q-NEXT量子研讨中心,专心于怎么可靠地操控、存储和传输量子信息。
从诞生至今77年,前史和实践见证阿贡成为从核能到核算机,从X射线科学到能量存储等许多科学范畴的前驱。作为美国的第一个试验室,阿贡国家试验室具有令人自豪的科研传统,而这也将为今天和未来的研讨奠定深沉的根底。