Ernest Orlando Lawrence是LBNL的創(chuàng)始人，因“發(fā)明和研制出回旋加速器，以及因此所獲得的研究成果，特別是關于人造放射形元素”獲得1939年諾貝爾物理獎。他是LBNL
　　的第一個諾貝爾獎獲得者。
　　現代物理以科學家大膽探索原子的內部以及力和物質的基本粒子的能力為基礎。這需要能量。能量是把所有一切裝在一起的通用容器。如果想打開任何一個容器看看它的內容，就必須克服容器的能量。物理學家們在粒子加速器中得到他們需要的能量。加速器將亞原子粒子加速到接近光的速度（186000英里/秒）。當粒子的速度攀升時，它的動能增加，速度接近光速時，動能達到最大。將這些微小的很少的快速運動的子彈撞擊靶，粒子會轟擊靶并釋放出它的內容。有時，從變動中釋放的能量觸發(fā)新粒子的形成，像Alvarez產生Y-粒子的情況那樣。
　　1931年Lawrence發(fā)明回旋加速器后打開了現代物理的大門。作為所有圓形加速器的祖先，回旋加速器很快就能達到少數幾位科學家只是在幾年前認為不可能達到的能量。
　　1928年英國物理學家Ernest Rutherford的實驗室研制出電壓倍增器，一種形成電位可將質子提高到約400,000 eV的設備。美國物理學家Robert van de Graff很快提高了賭注，他的靜電加速器將質子提高到8 MeV。直線加速器出現了，將能量提得很高，但為了產生更高的能量，需要很長很長的加速管，這為使用這些加速器帶來嚴重困難。
　　加速器的圓形設計可以在相對緊湊尺寸的機器中產生高的能量。以其最簡單的形式，回旋加速器由兩個裝在密閉的真空盒和插在一個圓形磁鐵極之間的半圓形電極組成。電場充滿電極之間的間隙。通過這個間隙的粒子由電往前推。磁鐵使粒子的軌道彎轉，以便它們在一個原型物中運行。這意味著粒子不斷地反復穿過同一加速間隙，每穿過一次都獲得速度和能量。
　　第一臺回旋加速器的直徑不到一英尺，用來將少量的質子增強到約80000 eV。到1939年，Lawrence已經建造了一臺磁鐵直徑接近5英尺的回旋加速器，它將粒子加速到20 MeV。后來建造越來越多的這樣的加速器，其功率一個比一個高。
　　如果說，Lawrence發(fā)明的回旋加速器開啟了現代物理的大門，正是他本人帶領大家穿過這道大門。他對大規(guī)模地開展實驗堅信不移，并被稱謂"大科學之父"。在他創(chuàng)建和通過擴建所撫育起來的"輻射實驗室"，Lawrence開始組織多學科科學小組進行實驗。他還是推動將工程師作為這些小組正式伙伴，并將工程概念和設計綜合到基礎科學研究設備中的第一人。
　　Lawrence從事科學研究的方法豐富了基礎知識和應用技術，他的貢獻從多年來LBNL所獲得獎項，包括最重要的9個諾貝爾獎得到公認。　　

物理部的Owen Chamberlain和Emilio G. Segre，因“發(fā)現反質子”分享了1959年諾貝爾物理獎。
　　在發(fā)現Y粒子之前，已有了質子、中子和電子，有了反物質。是否還有其他東西呢？1930年理論物理學家Paul Dirac用數學方法分析已知亞原子粒子的特性，并得出結論每一種粒子都應有一個反粒子后，首先將這個問題提了出來。雖然科學家們像喜歡簡單那樣喜歡對稱，但是很少有人似乎對Dirac的意見感興趣，直到兩年以后Carl Anderson 和Robert Millikan發(fā)現反電子。這個新的粒子除帶正電荷外在各方面都與負電子一樣，它被稱為正電子。正電子的發(fā)現點燃了各地科學家和科學幻想作家們的想象力，因為它的存在使反物質可行——大量的正的電子和負的質子，我們自己的鏡像。
　　尋找反質子的實驗慢慢開始。因為產生粒子所需能量與其質量成正比，所以產生反質子的能量是產生正電子能量的1836倍。直到1954年，LBNL的質子加速器運行才達到這樣的能量。LBNL的一組科學家立即參加尋找實驗，該組中，就有物理學家Emilio Segre和Owen Chamberlain。
　　這兩個人明顯有資格參加尋找反質子實驗。Segre是Fermi指導下在羅馬大學第一個獲得物理學位的學生,借助LBNL的新回旋加速器發(fā)現了锝，這是第一個人造化學元素。他是確定以钚為基礎的原子彈是可行的科學家之一，他在中子和質子散射以及質子極化方面的實驗為理解核力提供了新意。Chamberlain也在Fermi指導下進行過研究，Segre也是。前者還是研究生時就當Segre在LANL從事曼哈頓工程的助手，后來他來到LBNL，與Segre合作研究核力。
　　產生反質子只是任務的一半，如何了解它出現后的情況也是艱難的挑戰(zhàn)。每產生一個反質子，就會出現40000其他的粒子。挑選這些粒子的時間很短：粒子出現后的百萬分之十秒內，反質子與質子接觸，兩個粒子湮滅。
　　1955年，Segre和Chamberlain與Clyde Wiegand和Thomas Ypsilantis一起，將磁鐵和電子計數器搞成一個探測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠從周圍的粒子中精選出反質子。最后具備了產生和識別反質子的手段后，Segre和Chamberlain繼續(xù)用被加速到6.2 BeV能量的質子轟擊銅。轟擊進行了數小時，煙消后，他們的獵物中不是一個而是60個長期尋找的粒子。

物理部的Donald A. Glaser因“發(fā)明泡室”獲1960年諾貝爾物理獎。
　　傳說，泡室是1952年在靠近密歇根大學校園的一個酒吧間里構思出來的。故事是這樣的：LBNL的物理學家Donald Glaser正在贊賞一杯正在飲用的啤酒中一串泡沫形成的平穩(wěn)干凈的線條。他的一位同事說泡沫形成一個非常好的軌跡，這句話突然使他想到這樣的一個軌跡可用來跟蹤帶電粒子的軌道。
　　那時，物理學家們正準備揭開原子核的秘密，而不是要看其內部有什么東西。閃爍計數器僅對探測單個粒子有效，云室里的離子太少，對快速移動的短壽命粒子沒有價值。通過往玻璃室內填充液體，加熱，使壓力正好在沸騰以下，Glaser克服了這些障礙。粒子通過這個像小的颶風一樣的過熱大浪從原子核中爆發(fā)出來，尾后留下可以拍照的小的泡軌跡。對粒子的泡室軌跡的分析可以告訴物理學家們許多有關粒子的物理性能和歷史。
　　Glaser發(fā)明的泡室，使他在34歲這一小小年紀時就獲得了1960年諾貝爾物理獎。他先于1953年在美國物理學會的一次會議上報告了他的發(fā)明。Alvarez參加了那次會議，很快他就將他同事的創(chuàng)造帶到下一個開發(fā)階段。

Melvin Calvin因“確立植物吸收二氧化碳時所涉及的化學反應順序”獲1961年諾貝爾化學獎。
　　與裂變钚的天崩地裂相比，綠色植物的能量轉換過程似乎微不足道。但是，這個星球上的所有生命都取決于綠色植物將光能轉化為化學能 - 光合作用過程的能力。每年，綠色植物從空氣中的二氧化碳吸收約1500億噸的碳和從水中吸收約250億噸的氫，產生約4000億噸的氧。估計植物利用它們吸收光能的效率最低為30%，最高可達100%。長期以來，科學家們一直認為，重復植物的成功將是達到結束長期食品和能源短缺而邁出的重要的一步。然而，首先必須準確地發(fā)現光合作用是如何進行的。
　　自1845年德國物理學家Julius Robert von Mayer 首次確定光合作用以來，了解光合作用的努力一直在進行。但直到二十世紀三十年代，科學家們真正知道的一切是，二氧化碳和水進入植物，出來氧氣。三十年代末，使用放射性"示蹤物"后，開始出現新的信息。示蹤物為可探測到的元素，通常為放射性同位素，可作為有機分子的標記，和用來跟蹤那些分子通過化學過程不同階段的命運。早期使用的放射性示蹤物"壽命"太短，不能揭開光合作用、特別是碳的關鍵軌跡的所有秘密。但是，1940發(fā)現了年半壽命為5000年的碳14。
　　日本投降的那天，LBNL所長Ernest Lawrence告訴他的同事生物化學家Melvin Calvin說,"現在是利用放射性碳做一些有用事情的時候了。"從該輻射實驗室抽人組成一組研究人員，Calvin專攻光合作用問題。利用碳14示蹤物，他和他的小組繪制了植物在光合作用中，從吸收大氣中的二氧化碳到轉化成為碳水化合物和其他有機化合物所走的整個路程。在繪制這樣一個圖的過程中，Calvin和他的小組還表明：陽光作用在植物中的葉綠素上，為制造有機化合物提供燃料，而不是像以前人們認為的陽光作用在二氧化碳上。葉綠素利用輻射能將水分子分裂為氫和氧。分開后，氫和氧含有的化學能比它們組合成水時更多。
　　Calvin因破解光合作用過程而獲諾貝爾化學獎。他繼續(xù)致力于建立LBNL的生物動力學部，他領導該部長達20年。1980年他退休后，加州大學校園內這個獨特的圓環(huán)形（該部科學家工作的三層實驗室）被重新命名為Melvin Calvin實驗室。

Luis W. Alvarez因“通過開發(fā)利用氫泡室技術和數據分析對基本粒子物理做出決定性貢獻”獲1968年諾貝爾物理獎。這是LBNL科學家獲得的最近的諾貝爾物理獎。
　　即使匆忙回顧一下這個科學上持異見和提倡打破舊習者的成就也會令人大吃一驚。Alvarez是國家發(fā)明家名人紀念館中的名人之一，持有30多項發(fā)明專利，包括當今仍然使用的三種類型的雷達系統(tǒng)。1948年，他設計了一臺產生空前流強質子束流的直線加速器，并作為當今"直線加速器"的樣機。他是氚的發(fā)現者之一.氚是氫的放射性同位素，為聚變能提供燃料的最佳可能性。他為結束第二次世界大戰(zhàn)的钚彈，設計了起爆器，實際上，他在拖尾飛機上執(zhí)行廣島和長崎的轟炸任務，觀察爆炸效果。
　　Alvarez是第一個提出一個地球外的大型物體像彗星，或巨大的流星大約6500萬年前撞擊了地球，引發(fā)一連串的生態(tài)災難，滅絕了恐龍的人。起初，他的理論受到科學界的極大懷疑，此后經受了所有的挑戰(zhàn)，并逐漸被廣泛接受。在他"消遣的時間"里，他利用宇宙線尋找埃及金字塔中隱藏的室，發(fā)明室內高爾夫球訓練設備和分析暗殺肯尼迪總統(tǒng)的著名Zapruder影片，確定實際上發(fā)射了幾粒子彈。
　　Alvarez獲諾貝爾獎所做的工作是他發(fā)現了大量的共振態(tài)。Alvarez的發(fā)現打開了通往亞原子世界的大門，并釋放出亞原子。這些共振態(tài)太多（現在有150多種不同的類型），以至物理學家們確信存在著比質子、中子或強子家族其他成員更基本的粒子。研究宇宙的需求導致發(fā)現夸克。
　　Alvarez釋放出來的第一個亞原子粒子是他1960年發(fā)現的"Y粒子"。Y粒子是α粒子和介子的組合，結合的時間為萬億分之一秒，然后分解成更小和較低能量的粒子。它的發(fā)現確定了新的物質態(tài)可以在足夠的能量對撞中產生。為探索這個未知的世界，Alvarez用相當約質子一半尺寸與原子核發(fā)生強相互作用的K介子轟擊LBNL質子加速器中的氫原子核。為"看到"它可能釋放出來的任何共振粒子，Alvarez將質子加速器連在他設計的一個探測裝置，即氫泡室上。
　　粒子通過泡室，直到它們或丟失能量和衰變?yōu)槠渌臇|西為止，或到它們撞擊另外一個粒子為止。當時，Glaser用二乙基乙醚填充泡室，但Alvarez用液氫代替二乙基乙醚，因為氫原子核（單個質子）將對被跟蹤粒子的任何干擾減小到最低程度。Glaser原來的泡室全是玻璃做的，因為據信平滑的壁對于防止不需要泡的形成是必要的。這個全玻璃的構成可以使泡室保持得?。篏laser原來的想法直徑僅為幾英寸。
　　而Alvarez證明可以用其他辦法獲得好的軌跡和精確的照片，盡管有意外的泡。他的泡室由金屬構成，帶有玻璃窗，通過玻璃窗可以看到粒子軌跡，并可記錄下來。這些"臟室" - 這樣叫旨在將它們與所有玻璃的"凈室"區(qū)分開來 - 在十年內尺寸迅速增加，從2.5英寸增加到72英寸。72英寸的泡室，加上他發(fā)明的軌道分析計算機處理法，使得Alvarez能夠探測Y粒子以及后面跟著的東西。

李遠哲因“對發(fā)展新領域的研究化學 – 反應動力學所做出的貢獻”獲1986年諾貝爾化學獎。
　　自古代煉金術士試圖將鉛變?yōu)榻鹱右詠恚私馕镔|怎樣變化和為什么變化曾經是研究化學的推動力。二十世紀八十年代，LBNL化學家李遠哲嘗試了解化學反應中在分子水平發(fā)生了什么情況。李和他的同事謀求檢驗化學反應中作用于原子和分子之間的力，以便準確地發(fā)現這些反應以怎樣的速度發(fā)生。
　　為了解原子和分子對撞、發(fā)生相互作用形成新的產物時的運動，觀測它們之間的能量流動，李采用了一種被稱為"交叉分子束"的技術。兩個選擇的分子束流以超聲波的速度加速，然后送到真空中的對撞航向。當兩個束流對撞時，反應產物散射的角度和對撞中釋放出的能量數被記錄下來。通過控制這兩個束流的內容和速度，以及它們彼此接近的角度，李和他的研究組實際上能夠在發(fā)生化學反應時"見到"它們。1986年，李的這一成就得到承認，榮獲諾貝爾化學獎。分享這一獎金的還有哈佛大學的Dudley Herschbach和多倫多大學的John Polanyi。

現任所長朱棣文因發(fā)明用激光器的光冷卻和俘獲原子的方法，在1997年與Claude Cohen Tannoudji和William D. Phillips分享了諾貝爾物理獎。
　　朱棣文和他的同事們在激光冷卻和陷俘原子的技術中取得了突破性的進展，發(fā)明了光學粘膠和磁光陷阱技術。他們讓真空中的一束鈉原子先是被迎面而來的激光束阻止了下來，然后把鈉原子引進兩兩相對，沿三個正交方向的六束激光的交匯處。這六束激光都比靜止鈉原子吸收的特征顏色稍有紅移，其效果就是不管鈉原子企圖向何方運動，都會遇上具有恰當能量的光子，并被推回到六束激光交匯的區(qū)域。在這個小區(qū)域里，聚集了大量的冷卻下來的原子，組成了肉眼看去像是豌豆大小的發(fā)光的氣團。由六束激光組成的阻尼機制就像某種粘稠的流體，原子陷入其中會不斷降低速度。這種機制就叫做“光學粘膠”。但是處于光學粘膠中的原子會由于重力而往下掉落。為了真正陷俘原子，就需要有一個陷阱。朱棣文和他的小組在光學粘膠裝置的基礎上再加上兩個磁性線圈，設計了一種很有效的陷阱—磁光陷阱，它會產生一個比重力大的力，從而把原子拉回到陷阱中心。后來，他們又設計了一個很有意義的實驗“原子噴泉”，借助原子噴泉可以對原子的能級進行極為精確的測量，因此有可能在這一基礎上建立最精確的原子鐘。

高能所科研處制作 內容來自侯儒成翻譯的LBNL網資料、