SLAC , acrónimo de Stanford Linear Accelerator Center , laboratorio nacional de aceleración de partículas de EE. UU. Para la investigación en física de partículas de alta energía y física de radiación de sincrotrón, ubicado en Menlo Park, California. Un ejemplo de la Gran Ciencia posterior a la Segunda Guerra Mundial, SLAC fue fundada en 1962 y está dirigida por la Universidad de Stanford para el Departamento de Energía de EE. Sus instalaciones son utilizadas por científicos de todo Estados Unidos y de todo el mundo para estudiar los componentes fundamentales de la materia. SLAC alberga el acelerador lineal (linac) más largo del mundo: una máquina de 3,2 km (2 millas) de largo que puede acelerar electrones a energías de 50 gigaelectrones voltios (GeV; 50 mil millones de electronvoltios).
El concepto del linac electrónico SLAC multi-GeV evolucionó a partir del desarrollo exitoso de linacs electrónicos más pequeños en la Universidad de Stanford, que culminó a principios de la década de 1950 en una máquina de 1,2 GeV. En 1962 se autorizaron los planes para la nueva máquina, diseñada para alcanzar 20 GeV, y el linac de 3,2 km se completó en 1966. En 1968, los experimentos en SLAC proporcionaron la primera evidencia directa, basada en el análisis de los patrones de dispersión observados cuando Se permitió que los electrones de energía del linac golpearan protones y neutrones en un objetivo fijo, para la estructura interna (es decir, quarks) dentro de los protones y neutrones. Richard E. Taylor de SLAC compartió el Premio Nobel de Física de 1990 con Jerome Isaac Friedman y Henry Way Kendall del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) por la confirmación del modelo de quarks de estructura de partículas subatómicas.
La capacidad de investigación de SLAC se incrementó en 1972 con la finalización de Stanford Positron-Electron Asymmetric Rings (SPEAR), un colisionador diseñado para producir y estudiar colisiones electrón-positrón a energías de 2.5 GeV por haz (luego actualizado a 4 GeV). En 1974, los físicos que trabajaban con SPEAR informaron del descubrimiento de un nuevo sabor de quark más pesado, que se conoció como "encanto". Burton Richter de SLAC y Samuel CC Ting del MIT y el Laboratorio Nacional Brookhaven recibieron el Premio Nobel de Física en 1976 en reconocimiento a este descubrimiento. En 1975, Martin Lewis Perl estudió los resultados de los eventos de aniquilación de electrones y positrones que ocurrieron en los experimentos de SPEAR y concluyó que estaba involucrado un nuevo pariente pesado del electrón, llamado tau. Perl y Frederick Reines de la Universidad de California, Irvine,compartieron el Premio Nobel de Física de 1995 por sus contribuciones a la física de la clase leptón de partículas elementales, a la que pertenece la tau.
A SPEAR le siguió un acelerador de partículas de haz colisionante más grande y de mayor energía, el Proyecto Positrón-Electrón (PEP), que comenzó a funcionar en 1980 y elevó las energías de colisión electrón-positrón a un total de 30 GeV. A medida que el programa de física de alta energía en SLAC se cambió a PEP, el acelerador de partículas SPEAR se convirtió en una instalación dedicada a la investigación de radiación de sincrotrón. SPEAR ahora proporciona haces de rayos X de alta intensidad para estudios estructurales de una variedad de materiales, desde huesos hasta semiconductores.
El proyecto Stanford Linear Collider (SLC), que entró en funcionamiento en 1989, consistió en amplias modificaciones al linac original para acelerar electrones y positrones a 50 GeV cada uno antes de enviarlos en direcciones opuestas alrededor de un bucle de 600 metros (2000 pies) de imanes. Se permitió que las partículas con carga opuesta colisionaran, lo que resultó en una energía de colisión total de 100 GeV. El aumento de la energía de colisión característica del SLC llevó a determinaciones precisas de la masa de la partícula Z, el portador neutro de la fuerza débil que actúa sobre las partículas fundamentales.
En 1998, el linac de Stanford comenzó a alimentar PEP-II, una máquina que consta de un anillo de positrones y un anillo de electrones construidos uno encima del otro en el túnel PEP original. Las energías de los haces se sintonizan para crear mesones B, partículas que contienen el quark inferior. Estos son importantes para comprender la diferencia entre materia y antimateria que da lugar al fenómeno conocido como violación de CP.
