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, инженеры построили отдельную вспомогательную трубу — специально для выравнивания. Внутри неё расставили зеркала и пускали световой луч: если свет проходил без отклонений и узор на выходе совпадал с эталоном, значит конструкция стоит идеально ровно.
Строительство начали в 1962 году, когда самым точным инструментом для выравнивания был свет. А в 1964-м — буквально через год после того, как трубу достроили — был изобретён лазер. Идеальный инструмент появился с опозданием на год.
Сегодня для контроля прямолинейности используют именно лазер: луч пускают вдоль трубы и сверяют с нанесённым внутри узором. 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.
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