赞!!图文并茂,来看看全球顶级的科研实验室有哪些(完结版)12、贝尔实验室美国贝尔实验室是晶体管、激光器、太阳能电池、发光二极管、数字交换机、通信卫星、电子数字计算机、蜂窝移动通信设备、长途电视传送、仿真语言、有声电影、立体声录音,以及通信网等许多重大发明的诞生地。
自1925年以来,贝尔实验室共获得两万五千多项专利,现在,平均每个工作日获得三项多专利。
贝尔实验室的使命是为客户创造、生产和提供富有创新性的技术,这些技术使朗讯科技(Lucent Technologies)公司在通信系统、产品、元件和网络软件方面处于全球领先地位。
一共获得8项诺贝尔奖(其中7项物理学奖,1项化学奖)。
贝尔实验室的很多著名发现和发明——例如晶体管和激光——都源于对基础物理学的潜心研究,它们的问世让我们的生活发生了翻天覆地的变化。
由于上演这些发现,贝尔实验室在国际上享有巨大声望。
自1937年实验室研究员克林顿·戴维森(Clinton Davisson)因发现晶体对电子的衍射作用荣获诺贝尔物理学奖以来,贝尔实验室已经6次问鼎这一科学界的最高荣誉。
现在的贝尔实验室将目光锁定在网络、高速电子、无线电、纳米技术、软件等可能更快为母公司“阿尔卡特-朗讯”带来回报的领域。
在即将向这个基础物理学研究的一个最后堡垒说“再见”的时候,我们不妨细数一下贝尔实验室在物理学研究方面取得的伟大成就。
贝尔实验室大楼我们在图片中看到的就是位于新泽西霍姆德(Holmdel)的贝尔实验室大楼。
这是一个基础物理学研究的家园。
由建筑师埃罗·沙里宁(Eero Saarinen)设计的贝尔实验室大楼建于1962年,是当地的一座标志性建筑,可容纳6000名员工。
但现在的它已经人走楼空,惨遭忽视。
据悉,阿尔卡特-朗讯已将这座大楼卖给一名开发商,后者计划将它变成一个集居住、办公和零售于一体的“多面手”。
贝尔实验室美国总部图中所示建筑就是贝尔实验室位于新泽西默里·希尔的美国总部,这里是很多发明创造和科学突破的诞生地。
阿尔卡特-朗讯表示,贝尔实验室总部仍具有令人无法抵御的魅力。
相比之下,身为基础物理学研究“老巢”的霍姆德大楼运气就没有这么好了,现在已成他人囊中之物。
霍姆德大楼取得的技术成就包括研制第一颗通讯卫星,以及朱棣文(Steven Chu)在激光冷却和“捕获”原子的研究中取得的巨大突破——他曾凭借这一成就摘得诺贝尔奖。
验证电子波动性1927年,贝尔实验室的两名研究员——戴维森(图片中的人)和莱斯特·格莫尔(Lester Germer)通过将缓慢移动的电子射向镍晶体标靶,验证了电子的波动性。
这项实验为所有物质和能量都同时具有波和粒子特性这一假设提供了强有力的证据。
戴维森的发现成为固态电子学多个领域的基础。
10年之后,他又凭借在电子干扰研究方面取得的成就获得诺贝尔奖。
人类历史上第一个晶体管问世图片中呈现的就是人类历史上的第一个晶体管。
它是在1947年问世的,身份是作为真空管和机械继电器的替代品。
这一发明改变了电子学世界的面貌,成为当前承载所有电脑技术的基础。
1956年,贝尔实验室科学家威廉·肖克利(William Shockley)、约翰·巴丁(John Bardeen)和沃尔特·布拉顿(Walter Brattain)因研制晶体管共享诺贝尔奖。
值得一提的是,肖克利还在加利福尼亚州山景城创办了“夏克利半导体”公司,这也是首批落户后被称之为“硅谷”的高科技公司之一。
最有创造力的物理学家:菲利普·安德森图片中的人就是菲利普·安德森(Philip Anderson)。
因在了解玻璃和磁性材料电子结构方面取得的成就,安德森于1977年获得诺贝尔物理学奖。
他的研究打开了研制电子开关和电脑存储设备的大门。
2006年,根据一种新的科技论文评估方法,安德森成为世界上最有创造力的物理学家。
新评估方法建立在马德里大学统计物理学家何塞·索勒(Jose Soler)所提理论基础之上。
1984年,安德森离开贝尔实验室,现在是普林斯顿大学的一名教授。
发现宇宙微波背景辐射图片中展示的就是“喇叭天线”,站在上面的两个人分别是阿尔诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson),正是他们发现了宇宙微波背景辐射。
根据“大爆炸”理论,早期宇宙是一个非常炽热的所在,随着不断向外扩张,宇宙中的气体慢慢冷却下来。
如果这一理论成立,宇宙中应该充斥着大量辐射,即原始热量的残余物。
经过潜心研究,贝尔实验室的研究人员最终证实了这一推测。
1965年,彭齐亚斯和威尔逊在位于新泽西默里·希尔的贝尔实验室发现了宇宙微波背景辐射。
这种辐射正是他们研制的无线电接收机内部过量噪音的来源。
凭借这一发现,彭齐亚斯和威尔逊于1978年共享诺贝尔物理学奖。
用激光冷却和捕获钠原子图片中所呈现的就是用激光冷却和“捕获”钠原子的过程。
用激光冷却和“捕获”原子的想法最初是在贝尔实验室位于霍姆德的大楼举行的一次午餐会上提出来的。
1978年,朱棣文加盟贝尔实验室,后来凭借在这一领域的研究获得诺贝尔奖。
他在传记中写道:“两年内,贝尔实验室雇佣了大约20多个年轻科学家,我就是其中一个。
我们都觉得自己是‘被上帝选中的人’。
除了热衷的研究外,我们没有义务做其它任何事情。
科学研究带来的快乐和兴奋遍布大楼的各个角落。
”朱棣文现在是加州大学伯克利分校劳伦斯·伯克利国家实验室的负责人。
电子的分数量子霍尔效应1998年,贝尔实验室研究员霍斯特·斯多莫尔(Horst Stormer)、罗伯特·拉夫林(Robert Laughlin,现就职于斯坦福大学)和崔琦(Daniel Tsui,现就职于普林斯顿大学),因发现并研究电子的分数量子霍尔效应,共享物理学诺贝尔奖。
根据这个三人组的研究发现,电在强磁场下可产生关联并形成新的粒子,也就是所说的准粒子,只携带分数电子电荷。
图片中展示的就是被散射和扫描的电子,呈现了准粒子创建的干扰图。
13、德国电子同步加速器研究所DESYDESY 是世界上粒子加速器研究的主要中心之一。
DESY以成功将粒子研究与同步辐射应用研究结合在一起而闻名於世,使其起码可以在欧洲鹤立鸡群。
利用DESY加速器开展的研究涉及粒子物理到分子生物。
马普学会在DESY 有三个工作组,欧洲分子生物实验室在DESY有一个分部。
DESY的永久雇员有1560人,包括茨威森(Zeuthen)分部的70人。
另外,来自33个国家的2900位科学家使用DESY的装置。
DESY从事的研究:从晶体到夸克晶体对每个人都很熟悉。
覆盖马路的雪上冰晶体,放入一杯咖啡中的糖晶体...。
晶体由无数按正常晶格排列的原子组成,是利用同步辐射开展研究的“原始材料”。
同步辐射是粒子加速器发射出来的一种特殊的光。
当电子在加速器环中由强磁铁迫使其在弯曲轨道中运行时,便产生这类辐射,粒子释放出大量的能量。
同步辐射强聚焦,波长光谱从红外区到硬X射线。
DESY是世界上最重要的利用X射线光开展实验的场地之一。
科学家们利用DORIS和PETRA产生的强辐射,化学家、生物学家、内科医生和材料研究人员可以仔细检查极其广泛的样品,研究物质结构到原子级。
为了将来的研究,DESY正在研制亮度最高的光源。
原子绝不是物质的最小组成部分,它们由一个原子核和一个壳层电子组成。
原子核由质子和中子组成,而它们又由夸克组成。
这些小的令人难以置信的粒子是物理学家们在HERA上研究的目标。
在6.3公里长的HERA环里,负电子和正电子被加速到很高的能量。
灵敏度非常高体积像楼房那样大的测量设备观察这些粒子发生巨大对撞后发生了什么情况。
“超级电子显微镜”HERA是研究比质子本身小1000倍的粒子成为可能。
从测量中,物理学家们对质子的内部结构和自然基本力的性质得出结论。
HERA新的研究揭示:每个质子类似由强力场紧密组合在一起的许多夸克,反夸克和胶子的旋云。
根据我们目前以知的情况,夸克和电子是物质的基本组成部分,它们的尺寸仅为原子直径的亿分之一。
从2000年秋到2001年中,HERA进行了大量改进,旨在提高质子和电子的对撞率,将原有的设计亮度提高4-5倍,以便发现标准模型以外未有预料到的新的效应。
TESLA项目国际合作组正在DESY研制和规划一个新的加速器工程。
该工程称为TeV能级超导直线加速器(TESLA)。
TESLA不仅为基础研究而且还为广泛的学科的应用研究开辟了新的前景。
该工程由两个设施组成:一个是国际合作组开发的33公里长的直线加速器,它使正负电子发生对撞;另一个是4公里长驱动一种新型X射线激光器的电子加速器。
这两个设施的运行前提是TESLA的新超导加速器技术。
研究和应用的范围从材料和生命过程到物质结构和大爆炸的形成。
DESY在Zeuthen的分部DESY Zeuthen自1992年后成为DESY的分部,位于德国布兰登堡州柏林东南部。
其粒子物理研究主要集中在参加HERA的实验上。
例如,研制和建造了探测器的一些精密部件,还参加从HERA上获取的数据的分析。
该分部的科学家还参与TESLA的开发。
另外,他们还参加西欧中心的实验和测量,与柏林的大学及国外的大学和研究所进行密切合作。
该分部还涉及中微子天体物理和并行计算中心两个项目。
与国际合作组一起,分部在运行南极深冰中的AMANDA望远镜。
该望远镜用来探测宇宙中微子。
在分部的“并行计算中心”,运行着一台大规模并行的高功率计算机。
由于这些计算机的特殊配置,它们非常适合进行理论物理计算。
Zeuthen分部的PITZ光注入器自2002年1月以来,DESY Zeuthen分部利用光注入器测试设备PITZ运行自己的那台小的直线加速器,开发和优化激光驱动高频电子源,因为两个TESLA工程都需要它们。
TESLA直线对撞机和X射线激光器这两个装置需要很高质量的电子束流;束流的电子束团必须很短,同时有个极小的发射度。
(发射度取决于束流的大小和孔径角度,因此成为确定粒子束流质量的度量法;发射度越低,束流聚焦的可能性越好。
)因此,DESY在从事一个大的研制计划。
作为模拟和理论探讨的补充,Zeuthen分部的PITZ测试设备被用来详细研究电子束团产生、加速和形成的过程,故使与汉堡TESLA测试设备目前运行无关的TESLA粒子源的束流质量和像运行安全的运行参数得到优化。
DESY在德国经济中的重要性DESY在经济上不仅对汉堡地区,而且对周围的几个州,乃至全国都有重要意义。
这是2000年2 月汉堡大学配给与竞争研究所发表的“DESY基础研究在经济上的重要性”的研究结论。
研究报告的作者调查了1997年DESY运行和1984年到1990年建造HERA储存环所产生的营业额、收入、职业和国库税收效应(或从整体上称为“需求效应”)。