our history selesai.docx

8/14/2019 Our History SELESAI.docx

1/16

Our History: From Particle Physics to theFull Spectrum of Science

January 1989

By Jeff ery Kahn , JBKahn@L BL .gov

The oldest of the laboratories that now make up the national laboratory system,Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory has a history of trailblazing.Established in 1931 in the formative years of the nuclear age, the Laboratory hasmade a transition from its original role as a particle physics accelerator facility to amuch more diverse laboratory.

The Berkeley Lab, at it is known, is situated on a spectacular hillside site overlookingthe campus of the University of California at Berkeley. Its proximity to one of theworld's great universities is unique among the national laboratories. So, too is itscooperative relationship with the university. The laboratory has more than 3,000employees. Of its 900 plus scientific staff members, more than 200 are members ofthe Berkeley faculty. Berkeley Lab is managed by the University of California for theU.S. Department of Energy.

Ernest O. Lawrence founded the lab in August, 1931. But it was an event thatoccurred a dozen years before that destined Lawrence's course. Ernest Rutherfordundertook an early study of nuclear transformations. The Englishman discovered thatnuclear particles induce more transformations as they travel faster. If a machine could

be invented to increase the number and speed of the particles, the field of study couldrapidly advance; until then, nuclear physicists remained largely stymied.

When Lawrence joined the faculty at the University of California in Berkeley in 1928,he planned to continue his work in photoelectricity. But in 1929, he read about amethod for generating the fast particles sought by Rutherford, realized how toengineer such a machine, and started a revolution in physics.

Lawrence designed a machine that worked much like a swing, gradually increasingthe speed of the moving particles with each cycle. He made use of the ability of amagnetic field to bend charged particles, allowing the particle to make repeated passesthrough the same accelerating field, gaining energy on each cycle. In January, 1931,he designed the first successful cyclotron. By August of that year, he had gained theright to use a neglected campus lab to house a larger cyclotron and the University of


2/16

California Radiation Laboratory was created. As 26-inch, 37-inch, and 60-inchaccelerators were developed, this old wooden building became the citadel of thecyclotroneers.

America was in the grip of the Great Depression, at its economic nadir, but Lawrencerefused to allow his vision to die. Despite economic conditions, the 1930s were adecade of discovery in nuclear physics and scientists immigrated to America.Attracted by Lawrence's expertise, many were drawn to his nascent scientific mecca.Lawrence also attracted funding, private grants from philanthropists and scarcegovernment money. In 1939, three years after he was named director of thelaboratory, he was awarded the Nobel Prize in physics for his development of thecyclotron. It was the first of nine Nobel Prizes awarded to Berkeley Lab scientists.

Then war loomed. Albert Einstein warned President Franklin D. Roosevelt thatGermany might be developing an atomic explosive and Roosevelt authorized a crash

program to build a bomb using the principles of nuclear fission. Funds began to flowinto the mobilized laboratory, bringing unprecedented changes in its size and scope.Large teams of engineers and scientists encompassing a broad spectrum of disciplineswere created and their coordinated efforts were brought to focus on a project. Today,Lawrence is remembered for pioneering this style of research. Historians call this

period the beginning of "big science."

In 1942, the Manhattan Engineering District was established within the purview of theU.S. Army Corps of Engineers to design and build an atomic weapon. J. RobertOppenheimer, a professor of physics at the University of California at Berkeley,worked with a team of theoretical physicists there to design the weapon. But withinmonths, it became evident that the job was too big to be done on campus. The teamwas moved to a new headquarters in Los Alamos, New Mexico.

Lawrence developed a plan to separate the explosive, or fissile part of naturallyoccurring uranium, U-235, from its much more plentiful companion isotope, U-238.Most physicists doubted that his electromagnetic separation process would work. Butthe bomb project was urgent; concern that the Germans might be ahead in their questfor an atomic weapon meant there was no time to build a pilot project to testLawrence's design. In February, 1943, ground was broken at Oak Ridge, Tennesseefor the gargantuan electromagnetic complex. Many Berkeley scientists and engineerswent to Oak Ridge to assist in the construction and operation of the production plant.

In August, the plant began to operate. Initial positive results were followed by majordisappointments. Then, Oppenheimer reported that the plant would have to producethree times more U-235 than had been thought necessary. Modifications were made tothe plant and it was design was repeatedly refined.


3/16

Proceeding on a parallel track, Edwin McMillan, Glenn Seaborg and others of theircolleagues at the Lawrence Radiation Laboratory advanced a separate route to anuclear explosion. Sifting through the swarm of radioactive species that fission

produced, McMillan discovered something that behaved much like uranium, but thatwas new. By the nature of its radioactivity, he identified it as a new element, the 93rdin the periodic chart, and named it neptunium. Following up on the discovery,McMillan determined that mixed in with the neptunium was another new element. But

before he could pinpoint its chemistry, he departed to the Massachusetts Institute ofTechnology to work on the development of radar, an urgent war-time project.

Back in Berkeley, Glenn Seaborg picked up the ball. Seaborg and colleaguesconfirmed the discovery of the 94th element, plutonium. Within a month, Seaborg andcompany discovered that plutonium was fissionable, that it might sustain an explosivechain reaction. Years later, in 1951, McMillan and Seaborg were awarded the NobelPrize in chemistry for their discovery of these first transuranic elements.

Racing to stay ahead of the Germans, a production plant was built for plutonium inHanford, Washington. Like the U-235 plant in Tennessee, by June, 1945 it had

produced barely enough fissile material to construct a nuclear bomb.

At that point, two designs existed for such a weapon, one using U-235, and the other, plutonium. Confidence was higher that the U-235 bomb would actually detonate; the plutonium bomb had a trigger mechanism thought to be of dubious efficacy. Thedecision was made to use the plutonium bomb for the first major test, but to save theU-235 for the real thing. On July 16, 1945, a desert test, code-named Trinity,successfully was performed in New Mexico.

Lawrence witnessed the fearsome desert test. Subsequently, in advice to the secretaryof war, he recommended that rather than drop the atomic bomb on populated areas, ademonstration be conducted to persuade the Japanese to surrender. After discussion,he changed his mind, agreeing that the Japanese would not respond to a benigndemonstration. By August 15, the U-235 fueled weapon had demolished Hiroshima,the plutonium-fueled weapon had extirpated Nagasaki, and Japan had submitted itsunconditional surrender, ending the war in the Pacific.

Berkeley Lab's wartime contributions extended beyond the production of fissionable bomb material. John Lawrence, brother of the laboratory's founder, had startedDonner Laboratory circa 1936. Treating a patient with leukemia, he administered aradioactive isotope of phosphate. It was the first time that a radioactive isotope had

been used in the treatment of a human disease and the beginning of a career-longinterest for John Lawrence. He became known as the father of radio-pharmaceuticals.Today, his laboratory is considered the birthplace of nuclear medicine.


4/16

During the war, John Lawrence and colleagues helped pilots deal with theconsequences of high-altitude flying. Pressurized cabins did not exist at that point.The Donner Laboratory used radioactive isotopes of inert gases to studydecompression sickness and other maladies. These tracer studies brought fundamentalcontributions to the understanding of the circulation and diffusion of gases. Thisresearch led to the development by the laboratory's Cornelius Tobias of aircraftoxygen equipment. Also developed as a result of this work were a parachute-opener,and methods to measure human circulation.

Numerous advances were recorded during this pioneering era of nuclear medicine atthe laboratory.

People suffering from polycythemia vera, a rare disease characterized by an over-abundance of red blood cells, were treated with doses of radio-pharmaceuticals. It wasthe first disease to be controlled with radioisotopes. Hyperthyroidism was treated anddiagnosed through the first use of radioiodine.

John Lawrence and the laboratory also pioneered in protecting people from radiation.

John Lawrence once recounted how early radiation safety criteria developed. "PaulAebersold and I first put a rat in the cyclotron chamber about 1937. After thecyclotron had run," said Lawrence, "I crawled back in there to see how the rat wasdoing. When I opened the canister, the rat was dead. It scared all the physicists. I laterlearned that the rat died of suffocation, not radiation, but I didn't spread that newsaround. The physicists became much more interested in radiation protection after that.Soon the cyclotron was heavily shielded. And the word got around about radiationhazards, because we reported some of our early findings in a paper presented at ameeting in Buenos Aires."

After World War II, the Radiation Laboratory made the transition to basic research.Between 1946 and 1949, 70 percent of its contracted work was nonmilitary. Free ofthe demands of war, laboratory personnel were intent on maintaining a leading role inexperimental nuclear physics as well as in accelerator design. The 184-inch cyclotron,which was completed in 1942, became the centerpiece of research. In addition, theydeveloped an electron synchrotron, a proton linear accelerator, and the Bevatron.When completed in 1954, the Bevatron could accelerate protons through four millionturns in 1.85 seconds. At journey's end, they had traveled 300,000 miles anddeveloped 6.2 GeV of energy.

The laboratory's medical group, the Donner Laboratory, gained federal funding tocontinue its prewar work in medical diagnosis, instrumentation, and therapy. Other


5/16

work led down completely new avenues. The study of lipoprotein metabolism beganat the laboratory.

The relationship between heart disease and cholesterol had been suggested in the early1900s. But little was known about the nature of the relationship, and the source of

blood cholesterol remained unknown. Then John Gofman brought a new technique to bear on the problem, ultracentrifugation. He and graduate student Frank Lindgrendiscovered that for some odd reason, some of the blood proteins floated rather thansank in the centrifuge tube. Analysis of these floating proteins revealed they containedcholesterol and other lipids, and the researchers realized they had isolatedlipoproteins. This breakthrough opened the door to further understanding of the link

between lipoproteins and heart disease. Subclasses of lipoproteins were identified.And, Gofman and Lindren were able to determine that the ratio of high density to lowdensity lipoproteins is a strong indicator of heart disease risk.

Another new area of research involved the study of organic compounds labeled withcarbon-14. Melvin Calvin used carbon-14 and the new techniques of ion exchange,

paper chromatography, and radioautography. Working with his associates, theymapped the complete path of carbon in photosynthesis. In 1961, Calvin's work wasrecognized when he was awarded the Nobel Prize in chemistry.

Then, in August, 1949, the Soviet Union startled the world, detonating an atomic bomb. Edward Teller, a Los Alamos Laboratory scientist, campaigned to develop athermonuclear weapon, what Teller called the superbomb, and President Trumanapproved the project.

Work toward development of what became known as the hydrogen bomb proceeded, but Teller became frustrated with the rate of development at the Los Alamos weaponslaboratory. Convinced that a second weapons laboratory was needed, Teller lobbiedthe Atomic Energy Commission. In 1952, the Atomic Energy Commission grantedTeller's request, establishing a Livermore Laboratory as a branch of the Berkeley-

based University of California's Radiation Laboratory. About an hour's drive fromBerkeley, it was located at a deactivated naval air station near the little town ofLivermore.

The Livermore Laboratory remained a branch of the Berkeley facility until thatadministrative arrangement ended in 1971. Until then, Livermore did most of theapplied science work including weapons development, the Pluto project to developnuclear rockets and the Plowshares project which proposed to create peaceful uses fornuclear weapons. This division of labor between Berkeley and Livermore allowed theBerkeley laboratory to reconcentrate on basic nuclear science. Beyond that, it resulted


6/16

in the diminishment and ultimate elimination of all classified research at the RadiationLaboratory in Berkeley.

Ernest Lawrence died in 1958. The two laboratories subsequently were renamed asthe Lawrence Radiation Laboratory-Berkeley, and the Lawrence RadiationLaboratory-Livermore. Despite sharing Lawrence's name, all administrative ties

between the two laboratories were severed in 1971 by the governing University ofCalifornia Board of Regents. Later, the facilities were renamed and today are know asErnest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory or Berkeley Lab, and theLawrence Livermore National Laboratory.

Currently, Berkeley Lab is home to multiple interdisciplinary groups working indivisions that include (as of November 1994) chemical sciences; earth sciences;energy and environment; materials sciences; life sciences; human genome; structural

biology; accelerator and fusion research; Advanced Light Source; nuclear science; physics; engineering; environment, health, and safety; and information and computingsciences.

Big Science, for which the laboratory is best known, continues on the grand scale. Thelaboratory has begun a major new initiative in materials sciences, emphasizingadvanced materials development. At the heart of this endeavor is the Advanced LightSource. The most sophisticated accelerator ever to be built in Berkeley, itsconstruction began in 1987. Completed in 1993, it operates as a national researchfacility.

An electron synchrotron, the machine is capable of boosting the energies of electronsto about 1.5 billion electron volts. Using special magnets called wigglers andundulators, this unique accelerator will be able to generate laser-like beams of soft x-ray and ultraviolet light 10,000 times more brilliant than any light source nowavailable. Unseen realms of sciences will be illuminated by this fantastic light. TheAdvanced Light Source serves as a microprobe for studying the atomic structure ofmaterials, a camera than can freeze-frame chemical reactions at twenty-trillionths of asecond, a microscope than can safely peer inside living cells, or a tool that canfabricate electronic microstructures with features smaller than a hundred-thousandthsof an inch. Additionally, the Advanced Light Source can be used to create three-dimensional x-ray holograms of structures, including those of a living cell.

Rivaling the scope of possibilities posed by the Advanced Light Source is anotherrelatively new laboratory project, the deciphering of the human genome.

The U.S. Department of Energy named the laboratory as one of its Human GenomeCenters to undertake this project. The project, which involves a number of


7/16

cooperating institutions around the world, is considered to be the largest scientificundertaking in the history of the life sciences.

Within the nucleus of each of the some hundred trillion cells that compose a human body is a "recipe book" of sorts. The book contains hundreds of thousands ofindividual recipes, organized into 46 chapters, that together comprise the instructionsfor making an individual human being. The recipe book is called a genome, and iswritten in the "genetic code," a language that can be used to describe all life on Earth.The ability to decipher the genome -- it's been called the "Holy Grail of Biology" --could become the most powerful medical and biological research tool ever conceived.Many health problems have been linked to a breakdown in the genetic processincluding cancer, heart disease, and more than 3,000 other afflictions. Being able toread the human genome is a precursor to the diagnosis, treatment and prevention ofgenetic-linked afflictions.

Berkeley Lab teams life scientists, computer scientists, and instrumentation engineersto develop new technologies for faster, less expensive means of mapping the 300,000genes and sequencing the some six billion nucleotides the compose the humangenome. The Lab also is developing new database management techniques. Beyondthe expected benefits to human health, the ability to read the genetic code should be a

boon for all biologically related research, especially agriculture and the bio-technology industry, which has its hub in the San Francisco Bay Area.

In the physics division, a major focus of the high-energy physics work is the design,construction, and operation of particle detectors, instruments which record the resultsof high-energy collisions generated by accelerators. Physics Division scientists mademajor contributions in the creation of the world's largest detectors, the ColliderDetector facility and the D-Zero facility, designed for use at the Fermi NationalLaboratory's Tevatron, the world's highest energy accelerator.

The Stanford Linear Accelerator Center uses two other detectors designed byBerkeley Lab, the Time Projection Chamber and the Mark II. These detectors haverecorded data that raise questions about a theory of why the number of solar neutrinosdetected is only one third of what physics models predict. According to the theory, atype of WIMP (weakly interactive massive particle) conducts energy to the surface ofthe sun, cooling its core, which results in fewer solar neutrinos. But experimentalresults at Stanford analyzing collisions between electrons and their antimattercounterparts showed no particles with properties that fit the proposed WIMP.

Berkeley Lab remains in the vanguard of medical research. John Lawrence and hisassociates discovered that different tissues in the human body displayed a proclivityfor different radioactive isotopes and they used this preference for disease diagnosis.


8/16

Researchers continue to develop more sophisticated radiotracers that disappear fromthe body within seconds, allowing larger doses to be administered and tests to bemodified and repeated.

The laboratory is a world leader in biomedical imaging. A variety of imagingtechniques being refined at the laboratory allow physicians to look inside the body ofa patient without resorting to a scalpel. In some cases, medical imaging "sees" thatwhich even a surgeon's eye cannot. Life sciences researchers are employing imagingtechniques to study diseases of the brain and heart. Using a combination of positronemission tomography, single photo emission computer tomography, and nuclearmagnetic resonance, new insights have been gained about Alzheimer's disease. Thedisease afflicts one out of every four elderly Americans, causing their minds todegenerate. Studying glucose metabolism and the patterns of blood flow to the brain,researchers discovered that the hippocampus becomes atrophied early in the course ofthe disease. The hippocampus plays an essential role in memory and learning.

Research is the lifeblood of Berkeley Lab, but its mission includes assuring that therewill be a next generation of talented, trained minds to draw upon. The traditional,cooperative relationship between the laboratory and the Berkeley campus makeseducation an almost inevitable point of focus for the laboratory. More than 600graduate students conduct thesis research at the laboratory. Additionally, enrichment

programs for select high school and college students are offered as are programs forscience teachers. To deal with the ongoing growth of these programs, the Center forScience and Engineering Education has been established.

Besides working with students and educators, the laboratory has strengthened its tiesto industry. Increased emphasis has been placed on technology transfer.Disseminating information to industrial scientists and expanding its patent andlicensing activities has resulted in handsome dividends to the nation.

Too, the laboratory is seeking more collaborative efforts with U.S. industry.Currently, the Center for Advanced Materials is working with industry to develop

plastics that are stronger than steel and semiconductor materials that are faster thansilicon.

The Center for Building Science has tackled the problem of the wasteful use ofenergy. Windows leak a tremendous amount of heat from buildings, immenselyescalating the nation's energy bill. Scientists have developed a new type of windowthat leaks no more heat than a solid insulated wall. Additionally, staggering energysavings are possible through improved lighting. Lighting uses about 20 to 25 percentof U.S. electric energy. The nation's lighting bill could be halved through use of new,


9/16

inexpensive, compact, screw-in fluorescent bulbs, solid-state ballasts, and otherlighting improvements invented at the laboratory.

Once an institution where high energy physics dominated all else, Berkeley Lab'smissions since have multiplied across the spectrum of science. As the questions posed

by science have evolved over the decades, the laboratory has adapted. ErnestLawrence's interdisciplinary approach -- physicists, biologists, physicians, andchemists working together -- has made this adaptation possible. Berkeley Lab'sinterdisciplinary teams are its link to the past and its bridge to the future.

Author's note

The information in this report is drawn from a number of sources. Principal amongthem is a history of the laboratory, "Lawrence and his Laboratory: Nuclear Science atBerkeley," by J.L. Heilbron, Robert W. Seidel, and Bruce R. Wheaton, thelaboratory's annual report to the University of California Board of Regents, and theinstitute's quarterly magazine, the "Research Review."


10/16

Terjemahan

Yang tertua dari laboratorium yang sekarang membentuk sistem laboratorium nasional, ErnestOrlando Lawrence Berkeley National Laboratory memiliki sejarah trailblazing. Didirikan padatahun 1931 di tahun-tahun formatif dari usia nuklir, Laboratorium telah membuat transisi dari

peran aslinya sebagai fasilitas fisika partikel akselerator ke laboratorium yang jauh lebih beragam.

Lab Berkeley, hal itu diketahui, terletak di situs bukit spektakuler menghadap kampus University ofCalifornia di Berkeley. Kedekatannya dengan salah satu universitas besar di dunia adalah unik di antaralaboratorium nasional. Jadi, juga merupakan hubungan kerjasama dengan universitas. Laboratoriummemiliki lebih dari 3.000 karyawan. 900 anggota ditambah ilmiah staf, lebih dari 200 adalah anggota

fakultas Berkeley. Berkeley Lab dikelola oleh University of California untuk Departemen Energi AS.Ernest O. Lawrence mendirikan laboratorium pada bulan Agustus, 1931. Tapi itu sebuah peristiwa yangterjadi belasan tahun sebelum itu ditakdirkan kursus Lawrence. Ernest Rutherford melakukan penelitian

awal transformasi nuklir. Orang Inggris menemukan bahwa partikel nuklir mendorong transformasi lebihsaat mereka melakukan perjalanan lebih cepat. Jika mesin bisa diciptakan untuk meningkatkan jumlahdan kecepatan partikel, bidang studi cepat bisa maju, sampai saat itu, fisikawan nuklir sebagian besartetap terhalang.Ketika Lawrence bergabung dengan fakultas di Universitas California di Berkeley pada tahun 1928, iaberencana untuk melanjutkan karyanya dalam photoelectricity. Namun pada tahun 1929, ia membacatentang metode untuk menghasilkan partikel cepat dicari oleh Rutherford, menyadari bagaimanainsinyur mesin tersebut, dan mulai revolusi dalam fisika.Lawrence merancang sebuah mesin yang bekerja seperti ayunan, secara bertahap meningkatkankecepatan partikel bergerak dengan setiap siklus. Dia memanfaatkan kemampuan dari medan magnetuntuk menekuk partikel bermuatan, yang memungkinkan partikel untuk membuat melewati diulangmelalui bidang percepatan yang sama, mendapatkan energi pada setiap siklus. Pada bulan Januari 1931,

ia merancang siklotron pertama yang berhasil. Pada bulan Agustus tahun itu, ia telah memperoleh hakuntuk menggunakan lab kampus diabaikan untuk rumah siklotron yang lebih besar dan University ofCalifornia Radiasi Laboratorium diciptakan. Sebagai akselerator 26-inci, 37-inci, dan 60 inci yangdikembangkan, bangunan kayu tua menjadi benteng dari cyclotroneers.Amerika berada di cengkeraman Depresi Besar, pada titik nadir ekonomi, namun Lawrence menolakuntuk mengizinkan visinya untuk mati. Meskipun kondisi ekonomi, tahun 1930-an adalah dekadepenemuan dalam fisika nuklir dan ilmuwan berimigrasi ke Amerika. Tertarik oleh keahlian Lawrence,

banyak yang tertarik baru lahir ilmiahnya kiblat. Lawrence juga menarik dana, hibah pribadi daridermawan dan uang pemerintah yang terbatas. Pada tahun 1939, tiga tahun setelah ia diangkat direkturlaboratorium, ia dianugerahi Hadiah Nobel di bidang fisika untuk pengembangan siklotron. Ini adalahyang pertama dari sembilan Hadiah Nobel diberikan kepada ilmuwan Berkeley Lab.Lalu perang menjulang. Albert Einstein memperingatkan Presiden Franklin D. Roosevelt bahwa Jermanmungkin mengembangkan bahan peledak atom dan Roosevelt resmi crash program untuk membangunsebuah bom dengan menggunakan prinsip-prinsip fisi nuklir. Dana mulai mengalir ke laboratoriumdimobilisasi, membawa perubahan belum pernah terjadi sebelumnya dalam ukuran dan ruang lingkup.


11/16

Tim besar insinyur dan ilmuwan meliputi spektrum yang luas dari disiplin diciptakan dan upayaterkoordinasi mereka dibawa untuk fokus pada sebuah proyek. Hari ini, Lawrence dikenang untukmerintis gaya ini penelitian. Sejarawan menyebutnya periode awal "ilmu besar."Pada tahun 1942, Manhattan Teknik Kabupaten didirikan dalam lingkup dari US Army Corps of Engineersuntuk merancang dan membangun senjata atom. J. Robert Oppenheimer, seorang profesor fisika di

University of California di Berkeley, bekerja dengan tim ahli fisika teoritis di sana untuk merancangsenjata. Tapi dalam beberapa bulan, menjadi jelas bahwa pekerjaan itu terlalu besar untuk dilakukan dikampus. Tim ini pindah ke markas baru di Los Alamos, New Mexico.Lawrence mengembangkan rencana untuk memisahkan bagian peledak, atau fisil uranium alami, U-235,isotop dari pendamping banyak yang lebih banyak, U-238. Kebanyakan fisikawan meragukan bahwaproses pemisahan elektromagnetik nya akan bekerja. Tapi proyek bom sangat mendesak, kekhawatiranbahwa Jerman mungkin berada di depan dalam pencarian mereka untuk senjata atom berarti tidak adawaktu untuk membangun sebuah proyek percontohan untuk menguji desain Lawrence. Pada bulanFebruari 1943, tanah rusak di Oak Ridge, Tennessee untuk kompleks elektromagnetik raksasa. BanyakBerkeley ilmuwan dan insinyur pergi ke Oak Ridge untuk membantu dalam pembangunan danpengoperasian pabrik produksi.Pada bulan Agustus, pabrik mulai beroperasi. Hasil positif awal yang diikuti dengan kekecewaan besar.Kemudian, Oppenheimer melaporkan bahwa pabrik harus menghasilkan tiga kali lebih banyak U-235daripada yang telah dianggap perlu. Modifikasi dilakukan untuk pabrik dan itu desain berulang kalidisempurnakan.Melanjutkan di trek paralel, Edwin McMillan, Glenn Seaborg dan lain-lain dari rekan-rekan mereka diLaboratorium Radiasi Lawrence maju rute terpisah untuk ledakan nuklir. Memilah-milah kawananspesies radioaktif yang dihasilkan fisi, McMillan menemukan sesuatu yang berperilaku seperti uranium,tapi itu baru. Dengan sifat radioaktivitas, ia diidentifikasi sebagai elemen baru, 93 di chart periodik, danmenamakannya neptunium. Menindaklanjuti penemuan tersebut, McMillan menetapkan bahwadicampur dengan neptunium adalah unsur baru. Tapi sebelum dia bisa menentukan kimia nya, iaberangkat ke Massachusetts Institute of Technology untuk bekerja pada pengembangan radar, sebuahproyek perang-waktu yang mendesak.Kembali di Berkeley, Glenn Seaborg memungut bola. Seaborg dan rekan dikonfirmasi penemuan

plutonium, elemen 94. Dalam sebulan, Seaborg dan perusahaan menemukan plutonium yang fisi, bahwamungkin mempertahankan reaksi berantai ledakan. Bertahun-tahun kemudian, pada tahun 1951,McMillan dan Seaborg dianugerahi Hadiah Nobel di bidang kimia untuk penemuan mereka dari unsur-unsur transuranic pertama.Racing untuk tetap di depan Jerman, pabrik produksi dibangun untuk plutonium di Hanford,Washington. Seperti tanaman-235 U di Tennessee, pada bulan Juni 1945 telah memproduksi bahan fisilhampir tidak cukup untuk membangun sebuah bom nuklir.

Pada saat itu, dua desain ada untuk seperti senjata, satu menggunakan U-235, dan plutonium, lainnya.Keyakinan lebih tinggi bahwa U-235 bom akan benar-benar meledakkan, bom plutonium memilikimekanisme pemicu dianggap meragukan keberhasilan. Keputusan itu dibuat untuk menggunakan bomplutonium untuk tes besar pertama, tetapi untuk menyelamatkan U-235 untuk hal yang nyata. Padatanggal 16 Juli 1945, tes gurun, kode-bernama Trinity, berhasil dilakukan di New Mexico.Lawrence menyaksikan tes gurun menakutkan. Selanjutnya, dalam nasihat kepada menteri perang, ia


12/16

menyarankan bahwa daripada menjatuhkan bom atom di daerah-daerah berpenduduk, demonstrasidilakukan untuk membujuk Jepang untuk menyerah. Setelah diskusi, ia berubah pikiran, setuju bahwaJepang tidak akan menanggapi demonstrasi jinak. Pada tanggal 15 Agustus, U-235 senjata berbahanbakar telah dihancurkan Hiroshima, senjata plutonium berbahan bakar telah extirpated Nagasaki, danJepang telah mengajukan menyerah tanpa syarat nya, mengakhiri perang di Pasifik.

Kontribusi perang Berkeley Lab melampaui produksi bahan bom fisi. John Lawrence, adik dari pendirilaboratorium, mulai Donner Laboratorium sekitar tahun 1936. Mengobati pasien dengan leukemia, iadiberikan sebuah isotop radioaktif fosfat. Ini adalah pertama kalinya bahwa sebuah isotop radioaktiftelah digunakan dalam pengobatan penyakit manusia dan awal dari suatu kepentingan karir-panjanguntuk John Lawrence. Dia dikenal sebagai bapak radio-farmasi. Hari ini, laboratorium itu dianggaptempat kelahiran kedokteran nuklir.Selama perang, John Lawrence dan rekan membantu menangani pilot dengan konsekuensi tinggiketinggian terbang. Kabin bertekanan tidak ada pada saat itu. Laboratorium Donner menggunakanisotop radioaktif dari gas inert untuk mempelajari penyakit dekompresi dan penyakit lainnya. Studi-studitracer membawa kontribusi fundamental untuk memahami sirkulasi dan difusi gas. Penelitian inimenyebabkan pengembangan oleh laboratorium Cornelius Tobias peralatan pesawat oksigen. Jugadikembangkan sebagai hasil dari pekerjaan ini adalah parasut-pembuka, dan metode untuk mengukursirkulasi manusia.Banyak kemajuan yang direkam selama era perintis kedokteran nuklir di laboratorium.Orang yang menderita polisitemia vera, penyakit langka yang ditandai oleh kelimpahan berlebihan darisel darah merah, yang diobati dengan dosis radio-farmasi. Ini adalah penyakit pertama yang dikontroldengan radioisotop. Hipertiroidisme dirawat dan didiagnosis melalui penggunaan pertama radioiod.John Lawrence dan laboratorium juga dirintis dalam melindungi orang dari radiasi.John Lawrence pernah menceritakan bagaimana kriteria keselamatan radiasi awal dikembangkan. "PaulAebersold dan saya pertama kali tikus di ruang siklotron sekitar 1937. Setelah siklotron telahdijalankan," kata Lawrence, "merangkak aku kembali ke sana untuk melihat bagaimana tikus yangdilakukannya. Ketika saya membuka tabung itu, tikus itu sudah mati Ia takut. semua fisikawan. Akukemudian mengetahui bahwa tikus meninggal karena mati lemas, bukan radiasi, tapi aku tidakmenyebar bahwa berita sekitar. Para ahli fisika menjadi jauh lebih tertarik pada proteksi radiasi setelah

itu. Segera siklotron itu sangat terlindung. Dan kata mendapat sekitar tentang bahaya radiasi, karenakami melaporkan beberapa temuan awal kami dalam makalah yang disajikan pada pertemuan di BuenosAires. "Setelah Perang Dunia II, Laboratorium Radiasi membuat transisi ke penelitian dasar. Antara 1946 dan1949, 70 persen dari pekerjaan yang dikontrak adalah nonmiliter. Bebas dari tuntutan perang, personellaboratorium berniat mempertahankan peran utama dalam fisika nuklir eksperimental serta dalamdesain akselerator. The siklotron 184-inch, yang diselesaikan pada tahun 1942, menjadi pusat penelitian.

Selain itu, mereka mengembangkan sinkrotron elektron, proton akselerator linear, dan Bevatrontersebut. Ketika selesai pada tahun 1954, Bevatron bisa mempercepat proton melalui empat jutabergantian dalam 1,85 detik. Pada akhir perjalanan, mereka telah melakukan perjalanan 300.000 mil dandikembangkan 6.2 GeV energi.Kelompok medis laboratorium, Laboratorium Donner, memperoleh pendanaan federal untukmelanjutkan pekerjaan sebelum perang dalam diagnosis medis, instrumentasi, dan terapi. Pekerjaan lain


13/16

yang dipimpin turun jalan yang sama sekali baru. Studi tentang metabolisme lipoprotein dimulai dilaboratorium.Hubungan antara penyakit jantung dan kolesterol telah diusulkan di awal 1900-an. Tetapi sedikit yangdiketahui tentang sifat hubungan, dan sumber kolesterol darah tetap tidak diketahui. Kemudian JohnGofman membawa teknik baru untuk menanggung pada ultrasentrifugasi, masalah. Dia dan mahasiswa

pascasarjana Frank Lindgren menemukan bahwa untuk beberapa alasan yang aneh, beberapa proteindarah melayang daripada tenggelam dalam tabung centrifuge. Analisis protein mengambangmengungkapkan mereka mengandung lipid kolesterol dan lainnya, dan para peneliti menyadari bahwamereka memiliki lipoprotein terisolasi. Terobosan ini membuka pintu untuk lebih memahami hubunganantara lipoprotein dan penyakit jantung. Subclass lipoprotein diidentifikasi. Dan, Gofman dan Lindrenmampu menentukan bahwa rasio kepadatan tinggi untuk lipoprotein densitas rendah adalah indikatorkuat risiko penyakit jantung.Bidang lain penelitian baru melibatkan studi senyawa organik berlabel dengan karbon-14. Melvin Calvinmenggunakan karbon-14 dan teknik baru dari pertukaran ion, kromatografi kertas, dan radioautografi.Bekerja dengan rekan-rekannya, mereka memetakan jalur lengkap karbon dalam fotosintesis. Padatahun 1961, karya Calvin diakui ketika ia dianugerahi Hadiah Nobel di bidang kimia.Kemudian, pada bulan Agustus, 1949, Uni Soviet mengejutkan dunia, meledakkan bom atom. EdwardTeller, Los Alamos Laboratory ilmuwan, berkampanye untuk mengembangkan senjata termonuklir, apayang disebut Teller superbomb, dan Presiden Truman menyetujui proyek tersebut.Bekerja menuju pengembangan dari apa yang dikenal sebagai bom hidrogen berlangsung, namun Tellermenjadi frustasi dengan laju pembangunan di Los Alamos laboratorium senjata. Meyakini bahwalaboratorium senjata kedua diperlukan, Teller melobi Komisi Energi Atom. Pada tahun 1952, KomisiEnergi Atom mengabulkan permohonan Teller, mendirikan Laboratorium Livermore sebagai cabang dariUniversitas Berkeley berbasis Laboratorium Radiasi California. Sekitar satu jam perjalanan dari Berkeley,itu terletak di sebuah stasiun udara angkatan laut dinonaktifkan dekat kota kecil Livermore.Laboratorium Livermore tetap menjadi cabang dari fasilitas Berkeley sampai bahwa pengaturanadministrasi berakhir pada tahun 1971. Sampai saat itu, Livermore melakukan sebagian besar pekerjaanilmu terapan termasuk pengembangan senjata, proyek Pluto untuk mengembangkan roket nuklir danproyek Plowshares yang diusulkan untuk membuat penggunaan damai untuk senjata nuklir. Ini

pembagian kerja antara Berkeley dan Livermore memungkinkan laboratorium Berkeley untukreconcentrate pada ilmu nuklir dasar. Selain itu, mengakibatkan berkurangnya dan penghapusan akhirdari semua penelitian rahasia di Laboratorium Radiasi di Berkeley.Ernest Lawrence meninggal pada tahun 1958. Kedua laboratorium kemudian diberi nama sebagaiRadiasi Lawrence Berkeley Laboratory-, dan Radiasi Lawrence Livermore Laboratory-. Meskipun berbaginama Lawrence, semua hubungan administratif antara dua laboratorium diputus pada tahun 1971 olehUniversity of California yang mengatur Dewan Bupati. Kemudian, fasilitas yang diganti dan saat ini

dikenal sebagai Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory atau Berkeley Lab, dan LawrenceLivermore National Laboratory.Saat ini, Berkeley Lab adalah rumah bagi kelompok interdisipliner beberapa bekerja di divisi yangmencakup (per November 1994) kimia ilmu, ilmu bumi, energi dan lingkungan, ilmu bahan, ilmu hidup,genom manusia, biologi struktural, akselerator dan riset fusi; Advanced Light Sumber, ilmu nuklir, fisika,teknik, lingkungan, kesehatan, dan keselamatan, dan informasi dan komputasi ilmu.


14/16

Ilmu Big, yang laboratorium paling dikenal, berlanjut pada skala besar. Laboratorium telah memulaiinisiatif baru yang besar dalam ilmu material, menekankan pengembangan lanjutan bahan. Di jantungupaya ini adalah Advanced Light Source. Akselerator yang paling canggih yang pernah dibangun diBerkeley, konstruksi dimulai pada tahun 1987. Selesai pada tahun 1993, beroperasi sebagai fasilitaspenelitian nasional.

Sebuah sinkrotron elektron, mesin ini mampu meningkatkan energi elektron menjadi sekitar 1,5 miliarvolt elektron. Menggunakan magnet khusus yang disebut wigglers dan undulators, ini akselerator yangunik akan mampu menghasilkan seperti laser sinar cahaya x-ray dan ultraviolet soft 10.000 kali lebihcemerlang daripada sumber cahaya sekarang tersedia. Alam gaib ilmu akan diterangi oleh cahaya inifantastis. Advanced Light Source berfungsi sebagai microprobe untuk mempelajari struktur atom bahan,kamera daripada yang dapat reaksi kimia membekukan-frame pada dua puluh trillionths dari mikroskop,kedua daripada dengan aman bisa mengintip di dalam sel hidup, atau alat yang dapat membuatelektronik mikro dengan fitur yang lebih kecil dari seratus-ribu inci. Selain itu, Advanced Light Sourcedapat digunakan untuk membuat tiga-dimensi x-ray hologram struktur, termasuk orang-orang dari selhidup.Menyaingi lingkup kemungkinan yang ditimbulkan oleh Advanced Light Source adalah proyek lainlaboratorium yang relatif baru, mengartikan dari genom manusia.Departemen Energi AS bernama laboratorium sebagai salah satu Pusat Human Genome untukmelaksanakan proyek ini. Proyek, yang melibatkan sejumlah lembaga bekerja sama di seluruh dunia,dianggap sebagai usaha ilmiah terbesar dalam sejarah ilmu-ilmu kehidupan.Dalam inti dari masing-masing beberapa ratus triliun sel yang membentuk tubuh manusia adalah "bukuresep" macam. Buku ini berisi ratusan ribu resep individu, disusun dalam 46 bab, yang bersama-samaterdiri dari instruksi untuk membuat individu manusia. Buku resep disebut genom, dan ditulis dalam"kode genetik," bahasa yang dapat digunakan untuk menggambarkan semua kehidupan di Bumi.Kemampuan untuk menguraikan genom - itu disebut sebagai "Holy Grail Biologi" - bisa menjadi medisdan biologis yang paling kuat yang pernah dikandung penelitian alat. Banyak masalah kesehatan telahdikaitkan dengan gangguan dalam proses genetik termasuk kanker, penyakit jantung, dan lebih dari3.000 penderitaan lain. Mampu membaca genom manusia adalah prekursor untuk pengobatan,diagnosis dan pencegahan genetik-linked penderitaan.

Berkeley Lab para ilmuwan kehidupan tim, ilmuwan komputer, dan insinyur instrumentasi untukmengembangkan teknologi baru untuk lebih cepat, berarti lebih murah dari pemetaan 300.000 gen dansekuensing sekitar enam miliar nukleotida yang menyusun genom manusia. Lab ini juga sedangmengembangkan teknik manajemen database baru. Selain manfaat yang diharapkan bagi kesehatanmanusia, kemampuan untuk membaca kode genetik harus menjadi keuntungan bagi semua penelitianbiologis terkait, terutama pertanian dan industri bio-teknologi, yang memiliki hub di San Francisco BayArea.

Dalam divisi fisika, fokus utama dari kerja fisika energi tinggi adalah desain, konstruksi, dan operasidetektor partikel, instrumen yang merekam hasil tabrakan energi tinggi yang dihasilkan oleh akselerator.Ilmuwan Divisi Fisika memberikan kontribusi besar dalam penciptaan detektor terbesar di dunia, fasilitasDetector Collider dan fasilitas D-Zero, yang dirancang untuk penggunaan di Tevatron Fermi NationalLaboratorium, akselerator energi tertinggi di dunia.The Stanford Linear Accelerator Center menggunakan dua detektor lain yang dirancang oleh Berkeley


15/16

Lab, Chamber Proyeksi Waktu dan Mark II. Detektor ini telah mencatat data yang menimbulkanpertanyaan tentang teori mengapa jumlah neutrino surya terdeteksi hanya sepertiga dari apa yang fisikamodel memprediksi. Menurut teori ini, jenis WIMP (partikel besar lemah interaktif) melakukan energi kepermukaan matahari, pendinginan inti, yang menghasilkan neutrino surya lebih sedikit. Tapi hasileksperimen di Stanford menganalisis tabrakan antara elektron dan rekan-rekan antimateri mereka tidak

menunjukkan partikel dengan sifat yang sesuai dengan yang diusulkan pengecut.Berkeley Lab tetap di garda depan penelitian medis. John Lawrence dan rekan-rekannya menemukanbahwa jaringan yang berbeda dalam tubuh manusia ditampilkan kecenderungan untuk isotop radioaktifyang berbeda dan mereka menggunakan ini preferensi untuk diagnosis penyakit. Para peneliti terusmengembangkan radiotracers lebih canggih yang hilang dari tubuh dalam hitungan detik, sehingga dosisyang lebih besar untuk diberikan dan tes untuk dimodifikasi dan diulang.Laboratorium adalah pemimpin dunia dalam pencitraan biomedis. Berbagai teknik pencitraan yangdisempurnakan di laboratorium memungkinkan dokter untuk melihat ke dalam tubuh pasien tanpamenggunakan pisau bedah. Dalam beberapa kasus, pencitraan medis "melihat" bahwa yang bahkanmata ahli bedah tidak bisa. Ilmu kehidupan peneliti menggunakan teknik pencitraan untuk mempelajaripenyakit otak dan jantung. Menggunakan kombinasi dari tomografi emisi positron, foto emissiontomography komputer, dan resonansi magnetik nuklir, wawasan baru telah diperoleh tentang penyakitAlzheimer. Penyakit ini menimpa satu dari setiap empat orang Amerika tua, menyebabkan pikiranmereka merosot. Mempelajari metabolisme glukosa dan pola aliran darah ke otak, para penelitimenemukan bahwa hippocampus menjadi atrophia di awal perjalanan penyakit. Hippocampusmemainkan peran penting dalam memori dan belajar.Penelitian adalah nyawa dari Berkeley Lab, namun misinya termasuk memastikan bahwa akan adagenerasi berikutnya berbakat, pikiran terlatih untuk memanfaatkan. Hubungan, tradisional kerjasamaantara laboratorium dan kampus Berkeley membuat pendidikan yang hampir tak terelakkan fokus untuklaboratorium. Lebih dari 600 mahasiswa pascasarjana melakukan penelitian tesis di laboratorium. Selainitu, program pengayaan untuk SMA pilih dan mahasiswa yang ditawarkan seperti program untuk gurusains. Untuk menghadapi pertumbuhan yang berkelanjutan dari program ini, Pusat Sains dan PendidikanTeknik telah ditetapkan.Selain bekerja sama dengan siswa dan pendidik, laboratorium telah memperkuat hubungannya dengan

industri. Peningkatan penekanan telah ditempatkan pada transfer teknologi. Menyebarluaskaninformasi kepada para ilmuwan industri dan memperluas paten dan lisensi kegiatan telah menghasilkandividen tampan bangsa.Terlalu, laboratorium sedang mencari upaya kolaboratif lebih dengan industri AS. Saat ini, Pusat BahanAdvanced bekerja sama dengan industri untuk mengembangkan plastik yang lebih kuat dari baja danbahan semikonduktor yang lebih cepat dari silikon.Pusat Ilmu Bangunan telah menangani masalah penggunaan boros energi. Jendela bocor sejumlah besar

panas dari bangunan, sangat meningkat tagihan energi bangsa. Para ilmuwan telah mengembangkan jenis baru dari jendela yang tidak ada kebocoran panas lebih dari dinding terisolasi padat. Selain itu,penghematan energi mengejutkan yang mungkin melalui pencahayaan ditingkatkan. Pencahayaanmenggunakan sekitar 20 sampai 25 persen dari US listrik energi. RUU pencahayaan bangsa bisa dibagidua melalui penggunaan baru, murah, kompak, sekrup-in lampu neon, solid-state ballast, dan perbaikanpencahayaan lainnya diciptakan di laboratorium.


16/16

Setelah sebuah institusi di mana fisika energi tinggi mendominasi segalanya, misi Berkeley Lab sejaktelah dikalikan seluruh spektrum ilmu pengetahuan. Seperti pertanyaan yang diajukan oleh ilmupengetahuan telah berkembang selama beberapa dekade, laboratorium telah disesuaikan. Pendekataninterdisipliner ernest Lawrence - fisikawan, ahli biologi, dokter, dan ahli kimia bekerja sama - telahmembuat adaptasi ini mungkin. Tim interdisipliner Berkeley Lab adalah link ke masa lalu dan jembatan

untuk masa depan.Penulis catatanInformasi dalam laporan ini diambil dari berbagai sumber. Kepala di antara mereka adalah sejarahlaboratorium, "Lawrence dan Laboratorium nya: Sains Nuklir di Berkeley," oleh JL Heilbron, Robert W.Seidel, dan Bruce R. Wheaton, laporan tahunan laboratorium pada University of California Dewan

Bupati, dan institut kuartalan majalah, "Review Penelitian."

our history selesai.docx

Documents