Stanford Linear Accelerator Center · Менло Парк, Калифорния
Экскурсия в SLAC — лабораторию, которая превратила самый длинный линейный ускоритель в мире в машину времени для атомов.
В 1964 году физики задались вопросом: есть ли что-то меньше нейтрона в ядре атома? Ответ искали прямолинейно — разогнать электроны до предела и разбить их о стену.
Медная труба из плотно уложенных дисков — ни единой щели. Клистроны генерируют микроволны — такие же, как в домашней микроволновке, но в 60 000 раз мощнее. Они разгоняют электроны. Уже в первый метр пучок достигает 99.999% скорости света.
Труба нагревается — охлаждается водой при 45°C. Без охлаждения медь расплавилась бы. Часть новой системы работает при температурах, близких к абсолютному нулю (ниобиевые сверхпроводники).
Чтобы убедиться, что труба идеально прямая на 3,2 км — задача почти невозможная — инженеры разбили её на 270 секций по 40 футов. Каждую секцию предварительно выравнивали в лаборатории с помощью оптического теодолита, затем опускали в туннель. Внутри каждой секции была установлена мишень Френеля: лазерный луч пускали вдоль трубы, и если он попадал точно в мишень — секция стоит ровно. Отклонение корректировали домкратами.
Строительство началось в 1962 году. Лазер был изобретён в 1960-м — буквально за два года до этого — и только-только появился в продаже. Инженеры SLAC оказались в числе первых, кто применил его как инструмент точного выравнивания в реальном строительстве. Результат: прямолинейность с точностью до двадцати тысячных дюйма на двух милях.
Магниты управляют направлением пучка.
Когда электроны резко поворачивают, они испускают рентгеновские лучи — это принцип синхротрона (идея Клаудио Пелегрини). LCLS в 10 000 раз ярче любого другого рентгеновского источника в мире.
1 фемтосекунда относится к 1 минуте так же, как 1 минута — к возрасту Вселенной. За это время можно увидеть, как вибрирует атом и разрывается химическая связь.
Сейчас идут работы над ещё более короткими — атосекундными импульсами, чтобы напрямую наблюдать движение электронов внутри атомов.
Оригинальная медная секция — работает как прежде
Ниобий при 0 К, нулевое сопротивление, максимальная эффективность
Плазменное ускорение: 99.99999% за 2 метра вместо километров
Рентгеновский импульс попадает в образец — и поглощается, проходит насквозь или рассеивается. Детектор фиксирует результат. 8 научных инструментов позволяют смотреть на разные явления. Время разрешения — 10⁻¹⁵ секунды.
Одна из 13 национальных лабораторий Министерства энергетики США. Работает круглосуточно, 7 дней в неделю — с тремя месяцами ремонта в году. Счёт за электричество от PG&E — $1 млн в месяц, отдельная сетка. 1 500 постоянных сотрудников плюс учёные и студенты Стэнфорда.
Глубина залегания — 30 футов под поверхностью. Человек видит горизонт на 1.5 мили — отсюда видно 2.5 мили вдоль трубы. Работает 1 млн импульсов в секунду.
Осенью 1991 года физик SLAC Пол Кунц вернулся из CERN, где Тим Бернерс-Ли показал ему новую идею — World Wide Web. Кунц рассказал об этом библиотекарю SLAC Луизе Аддис, и они сразу поняли: это идеальный способ открыть физикам всего мира доступ к базе данных научных статей SPIRES.
12 декабря 1991 года в SLAC заработал первый веб-сервер в США и Северной Америке. На главной странице было буквально несколько строк текста и две ссылки — на телефонный справочник и базу данных. Сервером служил компьютер NeXT — та же платформа, что использовал Бернерс-Ли в CERN.
Физик SLAC Тони Джонсон пошёл дальше и написал один из первых графических браузеров в мире — MIDAS, который умел отображать сжатые файлы PostScript. Это было критично для физиков, которые публиковали статьи именно в этом формате, и помогло Всемирной паутине быстро распространиться в научном сообществе.
Все экскурсии бесплатны. Регистрация обязательна — по телефону и email не принимают. Места расходятся быстро, особенно публичные туры по пятницам.
По пятницам, два слота — 10:30 и 13:00. Регистрация открывается за месяц, в пятницу в 9:00 утра. Возраст от 12 лет. До 2 билетов на человека.
Регистрация →Группы от 10 до 25 человек. Только вторник и среда. Заявку подавать за 2–3 месяца. Приехать нужно на автобусе — не на личных авто.
Подать заявку →Живые гиды проводят тур по галерее клистронов и LCLS. Вопросы можно задать прямо во время экскурсии. Бесплатно, регистрация обязательна.
Зарегистрироваться →С мая 2025 года на территорию требуется REAL ID или другой документ федерального образца. Рюкзаки крупнее 12×6×12 дюймов не допускаются. Вопросы: tours@slac.stanford.edu