SLAC

SLAC , singkatan dari Stanford Linear Accelerator Center , laboratorium akselerator partikel nasional AS untuk penelitian dalam fisika partikel energi tinggi dan fisika radiasi sinkrotron, yang terletak di Menlo Park, California. Sebuah contoh dari Ilmu Besar pasca-Perang Dunia II, SLAC didirikan pada tahun 1962 dan dijalankan oleh Universitas Stanford untuk Departemen Energi AS. Fasilitasnya digunakan oleh para ilmuwan dari seluruh Amerika Serikat dan di seluruh dunia untuk mempelajari unsur pokok materi. SLAC menampung akselerator linier terpanjang (linac) di dunia — mesin sepanjang 3,2 km (2 mil) yang dapat mempercepat elektron menjadi energi 50 gigaelektron volt (GeV; 50 miliar elektron volt).

SLAC

Konsep linac elektron multi-GeV SLAC berevolusi dari keberhasilan pengembangan linac elektron yang lebih kecil di Universitas Stanford, yang mencapai puncaknya pada awal 1950-an dalam mesin 1,2-GeV. Pada tahun 1962, rencana untuk mesin baru, yang dirancang untuk mencapai 20 GeV, diotorisasi, dan linac sepanjang 3,2 km diselesaikan pada tahun 1966. Pada tahun 1968, percobaan di SLAC memberikan bukti langsung yang pertama — berdasarkan analisis pola hamburan yang diamati saat tinggi- elektron energi dari linac diizinkan untuk menyerang proton dan neutron dalam target tetap — untuk struktur internal (yaitu, quark) di dalam proton dan neutron. Richard E. Taylor dari SLAC berbagi Hadiah Nobel Fisika 1990 dengan Jerome Isaac Friedman dan Henry Way Kendall dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) untuk konfirmasi model quark struktur partikel subatomik.

Kapasitas penelitian SLAC ditambah pada tahun 1972 dengan penyelesaian Stanford Positron-Electron Asymmetric Rings (SPEAR), sebuah collider yang dirancang untuk menghasilkan dan mempelajari tabrakan elektron-positron pada energi 2,5 GeV per beam (kemudian ditingkatkan menjadi 4 GeV). Pada tahun 1974, fisikawan yang bekerja dengan SPEAR melaporkan penemuan rasa quark baru yang lebih berat, yang kemudian dikenal sebagai "pesona". Burton Richter dari SLAC dan Samuel CC Ting dari MIT dan Brookhaven National Laboratory dianugerahi Hadiah Nobel untuk Fisika pada tahun 1976 sebagai pengakuan atas penemuan ini. Pada tahun 1975 Martin Lewis Perl mempelajari hasil peristiwa pemusnahan elektron-positron yang terjadi dalam eksperimen SPEAR dan menyimpulkan bahwa kerabat baru elektron yang berat — disebut tau — terlibat. Perl dan Frederick Reines dari Universitas California, Irvine,berbagi Penghargaan Nobel bidang Fisika tahun 1995 atas kontribusinya pada fisika kelas lepton partikel elementer, yang merupakan bagian dari tau.

SPEAR diikuti oleh akselerator partikel berkas tabrakan berenergi lebih besar, Positron-Electron Project (PEP), yang mulai beroperasi pada tahun 1980 dan meningkatkan energi tabrakan elektron-positron menjadi total 30 GeV. Saat program fisika energi tinggi di SLAC dialihkan ke PEP, akselerator partikel SPEAR menjadi fasilitas khusus untuk penelitian radiasi sinkrotron. SPEAR sekarang menyediakan sinar X-ray intensitas tinggi untuk studi struktural dari berbagai bahan, mulai dari tulang hingga semikonduktor.

Proyek Stanford Linear Collider (SLC), yang mulai beroperasi pada tahun 1989, terdiri dari modifikasi ekstensif pada linac asli untuk mempercepat elektron dan positron masing-masing menjadi 50 GeV sebelum mengirimnya ke arah yang berlawanan sekitar loop 600 meter (2.000 kaki) magnet. Partikel bermuatan berlawanan dibiarkan bertabrakan, yang menghasilkan energi tabrakan total 100 GeV. Karakteristik energi tumbukan yang meningkat dari SLC menyebabkan penentuan yang tepat dari massa partikel Z, pembawa netral gaya lemah yang bekerja pada partikel fundamental.

Pada tahun 1998, linac Stanford mulai memberi makan PEP-II, mesin yang terdiri dari cincin positron dan cincin elektron yang dibangun satu di atas yang lain di terowongan PEP asli. Energi balok disetel untuk membuat meson B, partikel yang mengandung quark terbawah. Ini penting untuk memahami perbedaan antara materi dan antimateri yang menimbulkan fenomena yang dikenal sebagai pelanggaran CP.