勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Lawrence Berkeley National Laboratory，LBNL或LBL），美國(guó)最杰出的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室之一，位于舊金山灣區(qū)東北部、美國(guó)著名學(xué)府加利福尼亞大學(xué)伯克利分校后山（Berkeley Hills）。勞倫斯實(shí)驗(yàn)室隸屬美國(guó)能源部，具體由加州大學(xué)負(fù)責(zé)運(yùn)行；實(shí)驗(yàn)室前身是“加州大學(xué)輻射實(shí)驗(yàn)室”，而后為了紀(jì)念伯克利著名實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·勞倫斯（Ernest O. Lawrence, 1939年物理諾貝爾獎(jiǎng)得主）而更名為勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。

勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究領(lǐng)域包括物理學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)，還包括能源效率、回旋加速器、先進(jìn)材料、粒子加速器、檢測(cè)器，工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等，在材料研究方面主要是納米材料、磁性材料、薄膜材料、超導(dǎo)材料等。

在科學(xué)界，LBNL相當(dāng)于“卓越”（Excellence）的同義詞。截止2015年，與勞倫斯實(shí)驗(yàn)室相關(guān)的13個(gè)科學(xué)家及組織獲得諾貝爾獎(jiǎng)、70位科學(xué)家是美國(guó)國(guó)家科學(xué)院（NAS）的院士（院士在美國(guó)是科學(xué)家最高的榮譽(yù)之一）、13 位科學(xué)家獲得了科研領(lǐng)域國(guó)家最高終身成就獎(jiǎng)—美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)隆?8位工程師當(dāng)選為美國(guó)國(guó)家工程院院士、3位科學(xué)家被選入醫(yī)學(xué)研究所等等。此外，LBNL培養(yǎng)了數(shù)千名大學(xué)理科和工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，他們推動(dòng)著全美國(guó)和世界各地的技術(shù)革新。該實(shí)驗(yàn)室為美國(guó)第一顆原子彈及氫彈的研制提供了最原始最基本的實(shí)驗(yàn)以及機(jī)械支持。勞倫斯實(shí)驗(yàn)室對(duì)幫助判斷什么是二戰(zhàn)的三個(gè)最有價(jià)值的技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目（原子彈，低空爆炸信管和雷達(dá)）作出了貢獻(xiàn)。

簡(jiǎn)介

勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室位于美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校，占地81公頃，毗鄰舊金山灣；它隸屬于美國(guó)能源部，由伯克利代管。

勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室是1939年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主歐內(nèi)斯特·勞倫斯教授于1931年建立的；最初，歐內(nèi)斯特·勞倫斯在加州大學(xué)伯克利分校的校園獲得一個(gè)廢棄實(shí)驗(yàn)室，用來(lái)安放他的第一臺(tái)回旋加速器。8月26日，加州大學(xué)輻射實(shí)驗(yàn)室（Radiation Laboratory of the University of California）正式創(chuàng)建，該實(shí)驗(yàn)室成為回旋加速器先驅(qū)者的大本營(yíng)。早期關(guān)注于高能物理領(lǐng)域的研究，建起了第一批電子直線加速器，發(fā)現(xiàn)了一系列超重元素，開(kāi)辟了放射性同位素、重離子科學(xué)等研究方向，成為美國(guó)乃至世界核物理學(xué)的圣地。它是美國(guó)一系列著名實(shí)驗(yàn)室：勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）、洛斯·阿拉莫斯國(guó)家試驗(yàn)室（LANL）、布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（BNL）等國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的先驅(qū)，也是世界上成百所加速器實(shí)驗(yàn)室的楷模。

勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在研究的領(lǐng)域非常寬泛，下設(shè)18個(gè)研究所和研究中心，涵蓋了高能物理、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、能源科學(xué)、材料科學(xué)等多個(gè)學(xué)科。勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室建立以來(lái)，共培養(yǎng)了包括5位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主和4位諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主在內(nèi)的13名諾貝爾獎(jiǎng)得主（及機(jī)構(gòu)）。勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有3800名雇員，其中相當(dāng)一部分是伯克利分校的老師和學(xué)生，2004年的財(cái)政預(yù)算超過(guò)5億美元。特別值得提出的是，2004-2008年的主任是美國(guó)原能源部部長(zhǎng)朱棣文先生，他是極少數(shù)擔(dān)任美國(guó)國(guó)家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)的華人之一。研究領(lǐng)域包括生命科學(xué)，化學(xué)，物理學(xué)，能源效率，回旋加速器，先進(jìn)材料，加速器、檢測(cè)器，工程、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等，在材料研究方面主要是納米材料、磁性材料、薄膜材料、超導(dǎo)材料等。

成就

幾十年的成就：

¨發(fā)明了回旋加速器－歐內(nèi)斯特·勞倫斯（E.O.Lawrence）獲得1939年諾貝爾物理獎(jiǎng)的圓形加速器；

¨發(fā)現(xiàn)了锝－成為醫(yī)學(xué)中最廣泛應(yīng)用锝放射性同位素的第一個(gè)人造元素；

¨建造了60英寸锝回旋加速器－誕生了克羅克輻射實(shí)驗(yàn)室和核醫(yī)學(xué)；

¨發(fā)現(xiàn)了镎和钚－產(chǎn)生了第一個(gè)超鈾元素，埃德溫·麥克米倫（Edwin McMillan）和西博格（Glenn Seaborg）獲得1951年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；

¨發(fā)現(xiàn)了碳14－稱(chēng)為測(cè)定人類(lèi)史前古器物年代的原子鐘；

¨建造了184英寸的同步回旋加速器－由加州大學(xué)伯克利分校校園移到伯克利山上的位置；

¨發(fā)明了第一臺(tái)質(zhì)子直線加速器－至今腫瘤門(mén)診用于治療癌癥的一種類(lèi)型的加速器；

¨發(fā)現(xiàn)了锫－一種放射性的稀土金屬；

¨發(fā)明了Anger照相機(jī)－Hal Anger研制出第一臺(tái)組織中成像放射性同位素伽馬射線照相機(jī)；

¨發(fā)明了液氫氣泡室－使唐納德·格拉澤（Donald Glaser）獲得1960年諾貝爾物理獎(jiǎng)；

¨建造了貝伐特朗質(zhì)子加速器（Bevatron）－加速器擊碎10億電子伏特質(zhì)子（GeV）的障礙；

¨發(fā)現(xiàn)了反質(zhì)子－埃米利奧·吉諾·塞格雷（Emilio Segrè）和歐文·張伯倫（Owen Chamberlain）獲得1959年諾貝爾物理獎(jiǎng)；

¨發(fā)現(xiàn)了反中子－反物質(zhì)或鏡象物質(zhì)擴(kuò)大到包括電中性基本粒子；

¨確定了碳的光合作用路徑（又稱(chēng)卡爾文循環(huán)）－卡爾文（Melvin Calvin）獲得1961年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；

¨發(fā)現(xiàn)了鐒－按LBNL創(chuàng)始人歐內(nèi)斯特·勞倫斯（Ernest O. Lawrence）命名的放射性稀土金屬；

¨88英寸回旋加速器開(kāi)放－今天仍用于研究電離輻射對(duì)基于空間電子學(xué)的效應(yīng)；

¨發(fā)明了化學(xué)激光器－成為最通用和廣泛使用的科學(xué)工具之一；

¨發(fā)現(xiàn)了基本粒子中的“共振態(tài)”－路易斯·阿爾瓦雷茨（Luis Alvarez）獲得1968年諾貝爾物理獎(jiǎng)；

¨正電子斷層照相（PET）獲得突破－開(kāi)發(fā)出世界上用于診斷研究分辨率最高的PET掃描儀

¨發(fā)現(xiàn)了j/psi粒子－包括粲夸克第一個(gè)證據(jù)的介子；

¨發(fā)現(xiàn)了106號(hào)元素Sg－以LBNL諾貝爾獎(jiǎng)獲得者西博格（Glenn Seaborg）命名的放射性合成元素；

¨建造了貝伐拉克－超級(jí)重離子直線加速器和貝伐特朗質(zhì)子加速器（Bevatron）組合在一起將重離子加速到相對(duì)論的能量；

¨發(fā)明了時(shí)間投影室－時(shí)間投影室仍然是高能物理粒子探測(cè)器的重負(fù)荷設(shè)備；

¨超導(dǎo)磁鐵打破特斯拉記錄－LBNL成為世界上超導(dǎo)電磁技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者；

¨在斯坦福建造了正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)－與SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合建造的項(xiàng)目誕生了第一臺(tái)物質(zhì)反物質(zhì)對(duì)撞機(jī)；

¨在帕克菲爾德（Parkfield）開(kāi)始進(jìn)行地震研究－LBNL成為地下成像技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者；

¨構(gòu)思出10米望遠(yuǎn)鏡－提出世界上最大光學(xué)望遠(yuǎn)鏡中現(xiàn)在使用的分節(jié)反射鏡；

¨發(fā)明了SQUIDs － 測(cè)量超微型磁場(chǎng)用的超導(dǎo)量子干涉設(shè)備（SQUIDs）；

¨發(fā)明了智能窗 － 嵌入的電極能使窗戶(hù)的玻璃對(duì)陽(yáng)光的變化作出反應(yīng)；

¨恐龍滅絕（小行星撞擊說(shuō)） － 諾貝爾獎(jiǎng)得主路易斯·阿爾瓦雷茨父子（Luis Alvarez）將銥在KT邊界的異常使恐龍滅絕與小行星撞擊地球聯(lián)系在一起；

¨國(guó)家電子顯微術(shù)中心開(kāi)放 － 世界上最強(qiáng)大的電子顯微鏡之家將產(chǎn)生第一批碳原子晶格圖象；

¨創(chuàng)造了DOE-2程序 － 用于模擬加熱、照明和空調(diào)費(fèi)用的節(jié)能計(jì)算程序；

¨觀測(cè)到了集體流 － 核物質(zhì)可壓縮到高溫和密度的第一個(gè)直接證據(jù)推動(dòng)尋找夸克膠子等離子體；

¨交叉分子束研究 － 李遠(yuǎn)哲贏得1986年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；

¨發(fā)明了核磁共振魔角和雙旋轉(zhuǎn) － 一系列新核技術(shù)中的第一種，使核磁共振技術(shù)從固體擴(kuò)展到液體和氣體；

¨確定了好的和壞的膽固醇 － 在膽固醇種發(fā)現(xiàn)了兩種形式的脂蛋白，高密度和低密度，前者是好的，后者對(duì)心臟病是壞的；

¨固態(tài)熒光燈鎮(zhèn)流器 － 高頻電子鎮(zhèn)流器導(dǎo)致商業(yè)開(kāi)發(fā)出緊湊型熒光燈；

¨分子束外延（MBE）－4惰性聚變能實(shí)驗(yàn)－直線加速器加速并將平行的重離子束聚焦到1 MeV，提供了磁聚變能的一種替代物；

¨北極發(fā)現(xiàn)煤煙 － LBNL的黑碳儀揭示在北極輻射吸收黑色顆粒濃度大，說(shuō)明污染是全球性的問(wèn)題；

¨發(fā)明了隨機(jī)渦方法 － 數(shù)學(xué)模型描述湍流，在宇宙中最常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式；

¨創(chuàng)造了下一代氣凝膠 － LBNL研制96%是空氣的材料，導(dǎo)致建立美國(guó)第一個(gè)商業(yè)氣凝膠公司；

¨建立了正常人上皮細(xì)胞株 － 形成在培育中無(wú)限生活的細(xì)胞為癌癥研究打開(kāi)新的大門(mén)；

¨揭開(kāi)了氡的危險(xiǎn) －發(fā)現(xiàn)氡氣通過(guò)地下室進(jìn)入家庭在美國(guó)某些地區(qū)構(gòu)成重大輻射危險(xiǎn)；

¨提出細(xì)胞外基質(zhì)理論 － 突破性的理論將乳腺癌的發(fā)展與圍繞乳腺細(xì)胞的微環(huán)境崩潰聯(lián)系在一起；

¨人類(lèi)基因組工程開(kāi)始 －被指定能源部?jī)蓚€(gè)中心之一的LBNL進(jìn)行繪制和對(duì)人類(lèi)基因組進(jìn)行排序，該項(xiàng)目于2003年成功完成；

¨發(fā)明了固體聚合物電池 － 新種類(lèi)的聚合物陰極使新家族的輕型充電電池成為可能；

¨COBE衛(wèi)星記錄早期宇宙的萌芽 － LBNL搭載美國(guó)宇航局衛(wèi)星的探測(cè)器揭示導(dǎo)致產(chǎn)生今天星系的宇宙微波背景的波動(dòng)，喬治·斯穆特（George Smoot）獲得2006年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；

¨先進(jìn)光源ALS開(kāi)放 － 產(chǎn)生世界上用于科學(xué)研究的最亮的軟X射線和紫外光；

¨確定了心臟病的基因 － 新的證據(jù)將動(dòng)脈硬化癥與一個(gè)單個(gè)顯性基因聯(lián)系在一起；

¨超硬碳氮化合物 － 在理論模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的新化合物比鉆石更強(qiáng)硬；

¨第一次看到DNA雙螺旋線 － 不變的DNA圖像讓科學(xué)家門(mén)首次看到雙螺旋線；

¨凱斯特森（Kesterson）水庫(kù)威脅揭密 － LBNL發(fā)現(xiàn)被農(nóng)業(yè)徑流硒污染野生動(dòng)物庇護(hù)所暴露普遍的生態(tài)危害；

¨第一個(gè)飛秒X射線束流 － 先進(jìn)光源ALS的束流脈沖長(zhǎng)度被限定到僅一秒的十億分之幾秒；

¨發(fā)明了硫燈 － 實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家們幫助分子發(fā)射器產(chǎn)生的能效比傳統(tǒng)白熾燈泡高四倍和亮度高700倍；

¨國(guó)家能源研究科學(xué)計(jì)算中心（NERSC）移到LBNL－ LBNL成為國(guó)家能源研究科學(xué)計(jì)算中心的東道主，該中心是美國(guó)能源部科學(xué)局的旗艦科學(xué)計(jì)算設(shè)施；

¨細(xì)胞衰老與癌癥 － 生物測(cè)定幫助科學(xué)家們確定在活著的有機(jī)體中的生物衰老細(xì)胞，并發(fā)現(xiàn)與癌癥的聯(lián)系；

¨世界上最強(qiáng)大的伽馬探測(cè)器（Gammasphere）亮相 － 世界上最敏感的伽馬輻射探測(cè)器賦予好萊塢靈感，生產(chǎn)出好萊塢大片《綠巨人》；

¨構(gòu)思出B工廠 － 與SLAC合作建造第一臺(tái)不對(duì)稱(chēng)粒子對(duì)撞機(jī)，稱(chēng)為B工廠，它將繼續(xù)顯示CP破缺的第一個(gè)證據(jù)；

¨鐮狀細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因小鼠唐氏綜合征 － 帶有人類(lèi)基因的小鼠模型模仿鐮狀細(xì)胞疾病和將DYRK（蛋白激酶）基因與智力低下癥聯(lián)系在一起；

¨傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議（TCP / IP）的流量控制算法 － LBNL開(kāi)發(fā)的算法大大減少網(wǎng)絡(luò)的交通擠塞情況，并被廣泛地與認(rèn)為能夠防止互聯(lián)網(wǎng)發(fā)生不可避免的擁塞崩潰；

¨發(fā)現(xiàn)了頂夸克 － LBNL的科學(xué)家參加了在Tevatron上進(jìn)行的兩個(gè)歷史性CDF和D0實(shí)驗(yàn)，找到預(yù)測(cè)的六個(gè)夸克中最后、也是最難以捉摸的頂夸克；

¨紫外線凈水器防止霍亂暴發(fā) － 紫外線光快速和廉價(jià)消毒偏遠(yuǎn)地區(qū)的水；

¨尤卡山的3維計(jì)算機(jī)模型－ 水文地質(zhì)模型顯示核廢料儲(chǔ)存庫(kù)選在內(nèi)華達(dá)山是合理的；

¨發(fā)現(xiàn)了暗能量 － 超新星宇宙學(xué)項(xiàng)目揭示被稱(chēng)為“暗能量”的反引力導(dǎo)致宇宙加速膨脹，索爾·珀?duì)栺R特（Saul Perlmutter）獲得2011年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；

¨微管蛋白的第一個(gè)三維原子尺度模型 － 圖像揭示靈活蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，它啟動(dòng)生物細(xì)胞的有絲分裂和其他關(guān)鍵功能；

¨完成散裂中子源的前端系統(tǒng) － LBNL完成為散裂中子源產(chǎn)生負(fù)氫離子并將其發(fā)送到田納西州橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的加速器的工作。

¨來(lái)自加拿大中微子觀測(cè)站（SNO）的初步結(jié)果表明中微子質(zhì)量 － 來(lái)自SNO第一年的數(shù)據(jù)揭示了詭異亞原子粒子的微小質(zhì)量；

¨開(kāi)發(fā)了混合型太陽(yáng)能電池 － 納米技術(shù)與塑料電子學(xué)相結(jié)合，產(chǎn)生可以大量生產(chǎn)多種不同形狀的光電設(shè)備；

¨南大洋和弗里奧（Frio）試驗(yàn) － 實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始在南極海岸和得克薩斯州休斯敦附近的深部咸水含水層進(jìn)行碳固存研究；

¨發(fā)明了小人激光器 － 紫外發(fā)光納米線激光器測(cè)量100納米的直徑，或千分之一的人的頭發(fā)

¨發(fā)明了伯克利燈 － 熒光臺(tái)燈比傳統(tǒng)臺(tái)燈減少50%的能源費(fèi)用；

¨合成生物學(xué)的突破 － 在主要研究所的第一個(gè)合成生物學(xué)部創(chuàng)造了抗瘧疾和抗艾滋病的超級(jí)藥物合成基因；

¨創(chuàng)造了世界上最小的合成電動(dòng)機(jī) － 由碳納米管和金子制作的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度低于300納米；

¨分子鑄造廠開(kāi)放 － 能源部國(guó)家用戶(hù)設(shè)施，專(zhuān)門(mén)用于涉及、合成和表征納米尺度材料。

¨將窗變成了節(jié)能器 － LBNL開(kāi)發(fā)出阻止熱夏天進(jìn)入冬天熱逃脫的窗口鍍膜；

¨斜屋頂防全球變暖 － LBNL在分析和實(shí)現(xiàn)反射陽(yáng)光、降低表面溫度和大幅度消減冷卻費(fèi)用的冷屋頂材料中處于領(lǐng)先地位；

¨保存了不久以前的聲音 － 實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們研制出一種進(jìn)行數(shù)字化改造過(guò)于脆弱無(wú)法播放的老化錄音，如數(shù)字化19世紀(jì)后期愛(ài)迪生的蠟盤(pán)。

¨使器具物盡其職 － LBNL的科學(xué)家們幫助擬定了各種器具的聯(lián)邦政府能效標(biāo)準(zhǔn)；

¨創(chuàng)造了超小型DNA取樣器 － 確定空氣、水和土壤樣品中微生物的工具，廣泛用于公共衛(wèi)生、醫(yī)學(xué)和環(huán)境清除項(xiàng)目；

¨開(kāi)發(fā)超強(qiáng)氣候模型 － 在LBNL國(guó)家能源研究科學(xué)計(jì)算中心進(jìn)行的氣候模擬幫助使全球變暖稱(chēng)為餐桌上的交談話題；

¨促成了中國(guó)的能源效率－ 中國(guó)在制定能源標(biāo)識(shí)和電器標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，LBNL給予了相當(dāng)大的支持，還幫助提高中國(guó)的住宅和商業(yè)樓宇以及工業(yè)部門(mén)如水泥制造業(yè)的能源效率；

¨使星星更近 － 二十世紀(jì)七十年代LBNL開(kāi)發(fā)的革命性的望遠(yuǎn)鏡技術(shù)能使科學(xué)家們一睹數(shù)十億光年遠(yuǎn)的超新星。拼接鏡面設(shè)計(jì)用于世界上的許多天文臺(tái)。

2016年10月，勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)打破了物理極限，將現(xiàn)有的最精尖的晶體管制程從14nm縮減到了1nm，完成了計(jì)算技術(shù)界的一大突破。

2023年5月，美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種含氟電解質(zhì)，即使在低于0℃的溫度下也能很好地發(fā)揮作用。