Brookhaven National Laboratory

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Luchtopname van het laboratorium, gemaakt in 2010. Op de voorgrond de ring van de toen nog in aanbouw zijnde National Synchrotron Light Source II.
De High Flux Beam Reactor in de koepel.

Brookhaven National Laboratory (BNL) is een Amerikaans Nationaal Laboratorium opgericht in 1947 en gevestigd in Upton, gemeente Brookhaven, op Long Island (New York).

Het laboratorium wordt beheerd door het ministerie van Energie (DOE) van de Verenigde Staten. DOE geeft het dagelijks beheer en uitbating van zijn National Laboratories steeds uit handen aan universiteiten en onderzoeksinstellingen. Zo wordt Brookhaven uitgebaat door Brookhaven Science Associates LLC, een gelijk partnership tussen de Stony Brook University en het Battelle Memorial Institute.

Het is gespecialiseerd in kernfysica en deeltjesfysica. Er is een permanente staf van 2.750 wetenschappers en ander personeel en het instituut ontvangt zo'n 4.000 gastwetenschappers per jaar. De twee belangrijkste onderdelen zijn de Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), waarmee men het quark-gluonplasma onderzoekt en de National Synchotron Light Source II (NSLS-II), die in 2015 de eerste NSLS verving op de site. Ontdekkingen aan het laboratorium hebben geleid tot zeven Nobelprijzen tot nu toe.

Reactors[bewerken]

In 1947 begon de bouw van de eerste kernreactor op de site, een grafietreactor voor onderzoeksdoeleinden. De Brookhaven Graphite Research Reactor was bij indienststelling in 1950 de eerste die na het einde van de Tweede Wereldoorlog in de Verenigde Staten werd gebouwd. In 1959 volgde een reactor specifieke voor nucleair onderzoek in de geneeskunde, de Brookhaven Medical Research Reactor. Deze reactor zou tot 2000 in dienst blijven. De High Flux Beam Reactor was actief van 1965 tot 1999.

Versnellers[bewerken]

De eerste deeltjesversneller werd in 1952 opgestart, een Cosmotron die op dat moment de krachtigste versneller op de aarde was, in staat meer dan 1 GeV energie aan een deeltje over te brengen. Het toestel werd tot 1966 gebruikt. In 1956 werd de Cosmotron gebruikt door Chen Ning Yang en Tsung-Dao Lee, als wetenschappers in residentie, die experimenten voerden met deeltjes met zelfde massa maar verschillend verval. Hun hieruit gestart theoretische onderzoek naar pariteitsschending in de zwakke wisselwerking leverde hen in 1957 de Nobelprijs voor de Natuurkunde op.[1]

In 1960 werd het opgevolgd door de Alternating Gradient Synchrotron (AGS), waarmee men in Brookhaven het muon-neutrino kon ontdekken. Leon Lederman, Melvin Schwartz en Jack Steinberger kregen er in 1988 de Nobelprijs voor de natuurkunde voor. Een andere ontdekking met behulp van de AGS was in de zoektocht naar het charm quark, het J/ψ-meson, een meson die een charm quark bevat. Het subatomair deeltje J/ψ-meson werd gelijktijdig door een team in het Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), geleid door Burton Richter en een team in het Brookhaven National Laboratory (BNL), geleid door Samuel Ting gevonden. Richter en Ting kregen er in 1976 de Nobelprijs voor de natuurkunde voor. Een derde fundamenteel onderzoek met de AGS dat een Nobelprijs voor de natuurkunde opleverde kwam voort uit de zoektocht CP-symmetrie te bevestigen. Zwakke kernkracht leidt tot CP-schending, en deze bevinding kwam tot uiting bij het onderzoek uit 1964 naar het vervalproces van kaonen. Bij ongeschonden CPT-symmetrie volgt dus ook het bestaan van T-schendingen. De Nobelprijs voor James Cronin en Val Fitch werd toegekend in 1980.

De National Synchrotron Light Source (NSLS) werd gebouwd tussen 1978 en 1984 en werd uit dienst genomen op 30 september 2014. In 2003 kreeg Roderick MacKinnon (samen met Peter Agre) de Nobelprijs in de scheikunde voor de ontleding van de driedimensionale structuur van neuronale ionkanalen. MacKinnon had hiervoor ook experimenten met de NSLS nodig. In 2009 kregen Venkatraman Ramakrishnan en Thomas Steitz samen met Ada Yonath de Nobelprijs voor scheikunde voor de visualisatie van een ribosoom op atoomniveau door het gebruik van röntgenkristallografie dank zij de NSLS en andere lichtbronnen.

De opvolger, de National Synchrotron Light Source II, heeft opererend aan 3 GeV een helderheid van röntgenstralen die 10.000 maal hoger ligt. De bouw van 2009 tot 2015 kostte 912 miljoen dollar.

De Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) is een deeltjesversneller met zware ionen in gebruik sinds 2000. Het is een van de twee enige deeltjesversnellers van dit type in gebruik in de wereld, met de Large Hadron Collider (LHC) van CERN als andere en meer krachtig toestel. De LHC voert evenwel het grootste deel van het jaar experimenten met protonbotsingen uit, en is gemiddeld maar een maand per jaar beschikbaar voor botsingen van zware ionen.

Ander onderzoek[bewerken]

Raymond Davis jr. startte zijn onderzoek aan het BNL in 1948. Zijn ontdekking van zonneneutrino's en ruimer onderzoek in de astrofysica naar kosmische neutrino's leidde in 2002 tot zijn Nobelprijs voor de Natuurkunde (gedeeld met Masatoshi Koshiba en Riccardo Giacconi).

Externe link[bewerken]