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

勞倫斯伯克利國家實驗室的研究領(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、檢測器，工程學(xué)、計算機(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，與勞倫斯實驗室相關(guān)的13個科學(xué)家及組織獲得諾貝爾獎、70位科學(xué)家是美國國家科學(xué)院（NAS）的院士（院士在美國是科學(xué)家最高的榮譽之一）、13 位科學(xué)家獲得了科研領(lǐng)域國家最高終身成就獎—美國國家科學(xué)獎?wù)隆?8位工程師當(dāng)選為美國國家工程院院士、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)理科和工程專業(yè)的學(xué)生，他們推動著全美國和世界各地的技術(shù)革新。該實驗室為美國第一顆原子彈及氫彈的研制提供了最原始最基本的實驗以及機(jī)械支持。勞倫斯實驗室對幫助判斷什么是二戰(zhàn)的三個最有價值的技術(shù)開發(fā)項目（原子彈，低空爆炸信管和雷達(dá)）作出了貢獻(xiàn)。

簡介

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

勞倫斯伯克利實驗室是1939年諾貝爾物理學(xué)獎得主歐內(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廢棄實驗室，用來安放他的第一臺回旋加速器。8月26日，加州大學(xué)輻射實驗室（Radiation Laboratory of the University of California）正式創(chuàng)建，該實驗室成為回旋加速器先驅(qū)者的大本營。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，開辟了放射性同位素、重離子科學(xué)等研究方向，成為美國乃至世界核物理學(xué)的圣地。它是美國一系列著名實驗室：勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）、洛斯·阿拉莫斯國家試驗室（LANL）、布魯克海文國家實驗室（BNL）等國家實驗室的先驅(qū)，也是世界上成百所加速器實驗室的楷模。

勞倫斯伯克利國家實驗室現(xiàn)在研究的領(lǐng)域非常寬泛，下設(shè)18個研究所和研究中心，涵蓋了高能物理、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、能源科學(xué)、材料科學(xué)等多個學(xué)科。勞倫斯伯克利實驗室建立以來，共培養(yǎng)了包括5位諾貝爾物理學(xué)獎得主和4位諾貝爾化學(xué)獎得主在內(nèi)的13名諾貝爾獎得主（及機(jī)構(gòu)）。勞倫斯伯克利國家實驗室現(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年的財政預(yù)算超過5億美元。特別值得提出的是，2004-2008年的主任是美國原能源部部長朱棣文先生，他是極少數(shù)擔(dān)任美國國家學(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、檢測器，工程、數(shù)學(xué)、計算機(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驗室和核醫(yī)學(xué)；

¨發(fā)現(xiàn)了镎和钚－產(chǎn)生了第一個超鈾元素，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；

¨發(fā)現(xiàn)了碳14－稱為測定人類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)明了第一臺質(zhì)子直線加速器－至今腫瘤門診用于治療癌癥的一種類型的加速器；

¨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；

¨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；

¨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（又稱卡爾文循環(huán)）－卡爾文（Melvin Calvin）獲得1961年諾貝爾化學(xué)獎；

¨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英寸回旋加速器開放－今天仍用于研究電離輻射對基于空間電子學(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；

¨正電子斷層照相（PET）獲得突破－開發(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－包括粲夸克第一個證據(jù)的介子；

¨發(fā)現(xiàn)了106號元素Sg－以LBNL諾貝爾獎獲得者西博格（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論的能量；

¨發(fā)明了時間投影室－時間投影室仍然是高能物理粒子探測器的重負(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)電子對撞機(jī)－與SLAC國家加速器實驗室聯(lián)合建造的項目誕生了第一臺物質(zhì)反物質(zhì)對撞機(jī)；

¨在帕克菲爾德（Parkfield）開始進(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 － 測量超微型磁場用的超導(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的玻璃對陽光的變化作出反應(yīng)；

¨恐龍滅絕（小行星撞擊說） － 諾貝爾獎得主路易斯·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；

¨國家電子顯微術(shù)中心開放 － 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)費用的節(jié)能計算程序；

¨觀測到了集體流 － 核物質(zhì)可壓縮到高溫和密度的第一個直接證據(jù)推動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；

¨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)開發(fā)出緊湊型熒光燈；

¨分子束外延（MBE）－4惰性聚變能實驗－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，說明污染是全球性的問題；

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

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

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

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

¨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；

¨人類基因組工程開始 －被指定能源部兩個中心之一的LBNL進(jìn)行繪制和對人類基因組進(jìn)行排序，該項目于2003年成功完成；

¨發(fā)明了固體聚合物電池 － 新種類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搭載美國宇航局衛(wèi)星的探測器揭示導(dǎo)致產(chǎn)生今天星系的宇宙微波背景的波動，喬治·斯穆特（George Smoot）獲得2006年諾貝爾物理學(xué)獎；

¨先進(jìn)光源ALS開放 － 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)將動脈硬化癥與一個單個顯性基因聯(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)家門首次看到雙螺旋線；

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

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

¨發(fā)明了硫燈 － 實驗室科學(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；

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

¨細(xì)胞衰老與癌癥 － 生物測定幫助科學(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)大的伽馬探測器（Gammasphere）亮相 － 世界上最敏感的伽馬輻射探測器賦予好萊塢靈感，生產(chǎn)出好萊塢大片《綠巨人》；

¨構(gòu)思出B工廠 － 與SLAC合作建造第一臺不對稱粒子對撞機(jī)，稱為B工廠，它將繼續(xù)顯示CP破缺的第一個證據(jù)；

¨鐮狀細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因小鼠唐氏綜合征 － 帶有人類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)行的兩個歷史性CDF和D0實驗，找到預(yù)測的六個夸克中最后、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消毒偏遠(yuǎn)地區(qū)的水；

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

¨發(fā)現(xiàn)了暗能量 － 超新星宇宙學(xué)項目揭示被稱為“暗能量”的反引力導(dǎo)致宇宙加速膨脹，索爾·珀爾馬特（Saul Perlmutter）獲得2011年諾貝爾物理學(xué)獎；

¨微管蛋白的第一個三維原子尺度模型 － 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)送到田納西州橡樹嶺國家實驗室的加速器的工作。

¨來自加拿大中微子觀測站（SNO）的初步結(jié)果表明中微子質(zhì)量 － 來自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；

¨開發(fā)了混合型太陽能電池 － 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 － 實驗室開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 － 熒光臺燈比傳統(tǒng)臺燈減少50%的能源費用；

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

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

¨分子鑄造廠開放 － 能源部國家用戶設(shè)施，專門用于涉及、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在分析和實現(xiàn)反射陽光、降低表面溫度和大幅度消減冷卻費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 － 實驗室的科學(xué)家們研制出一種進(jìn)行數(shù)字化改造過于脆弱無法播放的老化錄音，如數(shù)字化19世紀(jì)后期愛迪生的蠟盤。

¨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)境清除項目；

¨開發(fā)超強(qiáng)氣候模型 － 在LBNL國家能源研究科學(xué)計算中心進(jìn)行的氣候模擬幫助使全球變暖稱為餐桌上的交談話題；

¨促成了中國的能源效率－ 中國在制定能源標(biāo)識和電器標(biāo)準(zhǔn)時，LBNL給予了相當(dāng)大的支持，還幫助提高中國的住宅和商業(yè)樓宇以及工業(yè)部門如水泥制造業(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)計用于世界上的許多天文臺。

2016年10月，勞倫斯伯克利國家實驗室的一個團(tuán)隊打破了物理極限，將現(xiàn)有的最精尖的晶體管制程從14nm縮減到了1nm，完成了計算技術(shù)界的一大突破。

2023年5月，美國能源部阿貢國家實驗室和勞倫斯伯克利國家實驗室科學(xué)家開發(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。