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时间:2024-08-20 01:55:23编辑:思创君

费米实验室的历史发展

费米国立加速器实验室(Fermi National Accelerator Laboratory,缩写为Fermilab或FNAL),简称费米实验室,是隶属于美国能源部的一所美国国家实验室,位于美国伊利诺伊斯州巴达维亚附近的草原上。实验室成立于1967年,原名为“国立加速器实验室”,主要研究领域为高能物理学、粒子物理学。第一任所长是罗伯特·R·威尔逊(Robert R.Wilson)。实验室的原则是杰出的科学、艺术的瑰丽、土地的守护神、经费上精打细算和机会均等。1974年为纪念美国物理学家恩里科·费米而更名为“费米国立加速器实验室”。费米实验室拥有世界上运行能量第二高的质子-反质子对撞机Tevatron(980GeV×980GeV),附属有两大探测器CDF和D∅。2008年9月欧洲粒子物理研究中心建成的大型强子对撞机,设计可产生七倍于费米实验室记录的能量。1995年3月2日,费米实验室宣布在兆电子伏特加速器上发现了第六种夸克——顶夸克。

费米实验室的影响

美国能源部所属的费米国家实验室是个高水平研究机构,非常“阳春白雪”,但是它并没有瞧不起“下里巴人”,而是十分注意开展对实验室所在社区的科普。他们认为,科普的使命,一方面是传播科技知识,另一方面非常重要的是让老百姓了解实验室的存在价值,从而支持其工作。在费米实验室的网站上,有老百姓提出的很多问题和实验室的解答。由这些问答,可见实验室对于科普的态度有多么认真。比如,有人问:费米实验室对本地区的经济带来了什么?答:费米实验室的年度预算约3亿美元。在2002财政年度,我们花了8800万美元采购各类产品与服务,其中70%花在实验室所在的伊利诺伊州。特别是,实验室在DuPage县的花费高达1200万美元。截至2006年1月,实验室拥有1985名员工。另外,世界各地有2500名科学家参与我们的科学实验,其中很多人每年到费米实验室来工作,每次要呆几天、几个月甚至一整年,他们通常在实验室外面吃住。问:在某些安静的夜里,我和我的家人听到地下咚咚的振动声,这与你们加速器的运行是否有关系呢?答:我们的回答可能使您失望。费米实验室的加速器不会产生任何噪声和振动。事实上,振动会干扰加速器的运行。我们的设备极其灵敏,(2002年)11月3日远在阿拉斯加发生的一次地震引起的微弱振动信号,它都捕捉到了。之后,我们只好重启一次加速器。问:(2002)我们在费米实验室周围见到的鹅没有往年春天多了,为什么?答:最近几年,鹅的孵化成功率一直在下降。这种现象首先发生在离居民区较远的孵化场所,后来发生于靠近高层建筑的地方。确切的原因还不清楚,但下面两条理由可能沾边,实际情形则可能是这两个因素的综合结果。一是天气,孵化成功率的下降恰与寒春相吻合。气温低,鹅卵就不易孵化。第二,可能草原狼和(或)水貂袭击了鹅巢。最近几年,费米实验室这一带这两种野兽的数量显著增加。没有证据表明,孵化成功率下降是由于人类活动的干扰。如果人的干扰是原因,那么应该在靠近居民区的地方问题最严重,而事实刚好相反,孵化率最低的是远离居民区的孵化场。费米实验室是“国家环境研究园区”中的一个,我们正在开展鹅筑窝成功率的研究。由以上几个问答的例子可以看出,老百姓关心的东西五花八门,大大超出了高能物理学的范围。1979-1989年期间担任费米实验室主任的L. M.莱德曼(1922年生,1988年获得诺贝尔物理学奖,1989年从费米实验室退休)一向热衷科普,他给费米实验室留下了一个重视科普的好传统,费米实验室有一个专门的科普场馆“莱德曼科学中心”,每周向公众开放六天。2009年4月,该中心安排的活动包括以下节目:“虫子又回来啦!”,“将粒子加速到高能”,“6-8年级女生科学沙龙”,“4-5年级女生科学沙龙”(注:美国从小学到高中毕业分为1-12年级),“家庭户外活动节”,等等,内容十分丰富。费米实验室还组织面向中学生的高级科普活动,比如,2009年6-7月,将举办面向9-12年级中学生的暑期生物学、化学和物理学的培训班。我国的大学和科研院所,除了每年的“公众开放日”外,面向公众的科普宣传是很少的。费米实验室给我们树立了一个好榜样。

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