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(guān)于人造放射形元素”獲得1939年諾貝爾物理獎(jiǎng)。他是LBNL
　　的第一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。
　　現(xiàn)代物理以科學(xué)家大膽探索原子的內(nèi)部以及力和物質(zhì)的基本粒子的能力為基礎(chǔ)。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(gè)容器看看它的內(nèi)容，就必須克服容器的能量。物理學(xué)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(dāng)粒子的速度攀升時(shí)，它的動(dòng)能增加，速度接近光速時(shí)，動(dòng)能達(dá)到最大。將這些微小的很少的快速運(yùn)動(dòng)的子彈撞擊靶，粒子會轟擊靶并釋放出它的內(nèi)容。有時(shí)，從變動(dòng)中釋放的能量觸發(fā)新粒子的形成，像Alvarez產(chǎn)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(xiàn)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(dá)到少數(shù)幾位科學(xué)家只是在幾年前認(rèn)為不可能達(dá)到的能量。
　　1928年英國物理學(xué)家Ernest Rutherford的實(shí)驗(yàn)室研制出電壓倍增器，一種形成電位可將質(zhì)子提高到約400,000 eV的設(shè)備。美國物理學(xué)家Robert van de Graff很快提高了賭注，他的靜電加速器將質(zhì)子提高到8 MeV。直線加速器出現(xiàn)了，將能量提得很高，但為了產(chǎn)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(yán)重困難。
　　加速器的圓形設(shè)計(jì)可以在相對緊湊尺寸的機(jī)器中產(chǎn)生高的能量。以其最簡單的形式，回旋加速器由兩個(gè)裝在密閉的真空盒和插在一個(gè)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(gè)間隙的粒子由電往前推。磁鐵使粒子的軌道彎轉(zhuǎn)，以便它們在一個(gè)原型物中運(yùn)行。這意味著粒子不斷地反復(fù)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(zhì)子增強(qiáng)到約80000 eV。到1939年，Lawrence已經(jīng)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(gè)比一個(gè)高。
　　如果說，Lawrence發(fā)明的回旋加速器開啟了現(xiàn)代物理的大門，正是他本人帶領(lǐng)大家穿過這道大門。他對大規(guī)模地開展實(shí)驗(yàn)堅(jiān)信不移，并被稱謂"大科學(xué)之父"。在他創(chuàng)建和通過擴(kuò)建所撫育起來的"輻射實(shí)驗(yàn)室"，Lawrence開始組織多學(xué)科科學(xué)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他還是推動(dòng)將工程師作為這些小組正式伙伴，并將工程概念和設(shè)計(jì)綜合到基礎(chǔ)科學(xué)研究設(shè)備中的第一人。
　　Lawrence從事科學(xué)研究的方法豐富了基礎(chǔ)知識和應(yīng)用技術(shù)，他的貢獻(xiàn)從多年來LBNL所獲得獎(jiǎng)項(xiàng)，包括最重要的9個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)得到公認(rèn)。　　

物理部的Owen Chamberlain和Emilio G. Segre，因“發(fā)現(xiàn)反質(zhì)子”分享了1959年諾貝爾物理獎(jiǎng)。
　　在發(fā)現(xiàn)Y粒子之前，已有了質(zhì)子、中子和電子，有了反物質(zhì)。是否還有其他東西呢？1930年理論物理學(xué)家Paul Dirac用數(shù)學(xué)方法分析已知亞原子粒子的特性，并得出結(jié)論每一種粒子都應(yīng)有一個(gè)反粒子后，首先將這個(gè)問題提了出來。雖然科學(xué)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(xiàn)反電子。這個(gè)新的粒子除帶正電荷外在各方面都與負(fù)電子一樣，它被稱為正電子。正電子的發(fā)現(xiàn)點(diǎn)燃了各地科學(xué)家和科學(xué)幻想作家們的想象力，因?yàn)樗拇嬖谑狗次镔|(zhì)可行——大量的正的電子和負(fù)的質(zhì)子，我們自己的鏡像。
　　尋找反質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)慢慢開始。因?yàn)楫a(chǎn)生粒子所需能量與其質(zhì)量成正比，所以產(chǎn)生反質(zhì)子的能量是產(chǎn)生正電子能量的1836倍。直到1954年，LBNL的質(zhì)子加速器運(yùn)行才達(dá)到這樣的能量。LBNL的一組科學(xué)家立即參加尋找實(shí)驗(yàn)，該組中，就有物理學(xué)家Emilio Segre和Owen Chamberlain。
　　這兩個(gè)人明顯有資格參加尋找反質(zhì)子實(shí)驗(yàn)。Segre是Fermi指導(dǎo)下在羅馬大學(xué)第一個(gè)獲得物理學(xué)位的學(xué)生,借助LBNL的新回旋加速器發(fā)現(xiàn)了锝，這是第一個(gè)人造化學(xué)元素。他是確定以钚為基礎(chǔ)的原子彈是可行的科學(xué)家之一，他在中子和質(zhì)子散射以及質(zhì)子極化方面的實(shí)驗(yàn)為理解核力提供了新意。Chamberlain也在Fermi指導(dǎo)下進(jìn)行過研究，Segre也是。前者還是研究生時(shí)就當(dāng)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(chǎn)生反質(zhì)子只是任務(wù)的一半，如何了解它出現(xiàn)后的情況也是艱難的挑戰(zhàn)。每產(chǎn)生一個(gè)反質(zhì)子，就會出現(xiàn)40000其他的粒子。挑選這些粒子的時(shí)間很短：粒子出現(xiàn)后的百萬分之十秒內(nèi)，反質(zhì)子與質(zhì)子接觸，兩個(gè)粒子湮滅。
　　1955年，Segre和Chamberlain與Clyde Wiegand和Thomas Ypsilantis一起，將磁鐵和電子計(jì)數(shù)器搞成一個(gè)探測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠從周圍的粒子中精選出反質(zhì)子。最后具備了產(chǎn)生和識別反質(zhì)子的手段后，Segre和Chamberlain繼續(xù)用被加速到6.2 BeV能量的質(zhì)子轟擊銅。轟擊進(jìn)行了數(shù)小時(shí)，煙消后，他們的獵物中不是一個(gè)而是60個(gè)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(jiǎng)。
　　傳說，泡室是1952年在靠近密歇根大學(xué)校園的一個(gè)酒吧間里構(gòu)思出來的。故事是這樣的：LBNL的物理學(xué)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(gè)非常好的軌跡，這句話突然使他想到這樣的一個(gè)軌跡可用來跟蹤帶電粒子的軌道。
　　那時(shí)，物理學(xué)家們正準(zhǔn)備揭開原子核的秘密，而不是要看其內(nèi)部有什么東西。閃爍計(jì)數(shù)器僅對探測單個(gè)粒子有效，云室里的離子太少，對快速移動(dòng)的短壽命粒子沒有價(jià)值。通過往玻璃室內(nèi)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(gè)像小的颶風(fēng)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(xué)家們許多有關(guān)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(jì)時(shí)就獲得了1960年諾貝爾物理獎(jiǎng)。他先于1953年在美國物理學(xué)會的一次會議上報(bào)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(gè)開發(fā)階段。

Melvin Calvin因“確立植物吸收二氧化碳時(shí)所涉及的化學(xué)反應(yīng)順序”獲1961年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
　　與裂變钚的天崩地裂相比，綠色植物的能量轉(zhuǎn)換過程似乎微不足道。但是，這個(gè)星球上的所有生命都取決于綠色植物將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)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(chǎn)生約4000億噸的氧。估計(jì)植物利用它們吸收光能的效率最低為30%，最高可達(dá)100%。長期以來，科學(xué)家們一直認(rèn)為，重復(fù)植物的成功將是達(dá)到結(jié)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(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)光合作用是如何進(jìn)行的。
　　自1845年德國物理學(xué)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(jìn)行。但直到二十世紀(jì)三十年代，科學(xué)家們真正知道的一切是，二氧化碳和水進(jìn)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(xiàn)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(jī)分子的標(biāo)記，和用來跟蹤那些分子通過化學(xué)過程不同階段的命運(yùn)。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(guān)鍵軌跡的所有秘密。但是，1940發(fā)現(xiàn)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(xué)家Melvin Calvin說,"現(xiàn)在是利用放射性碳做一些有用事情的時(shí)候了。"從該輻射實(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)化成為碳水化合物和其他有機(jī)化合物所走的整個(gè)路程。在繪制這樣一個(gè)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(jī)化合物提供燃料，而不是像以前人們認(rèn)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(xué)能比它們組合成水時(shí)更多。
　　Calvin因破解光合作用過程而獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。他繼續(xù)致力于建立LBNL的生物動(dòng)力學(xué)部，他領(lǐng)導(dǎo)該部長達(dá)20年。1980年他退休后，加州大學(xué)校園內(nèi)這個(gè)獨(dú)特的圓環(huán)形（該部科學(xué)家工作的三層實(shí)驗(yàn)室）被重新命名為Melvin Calvin實(shí)驗(yàn)室。

Luis W. Alvarez因“通過開發(fā)利用氫泡室技術(shù)和數(shù)據(jù)分析對基本粒子物理做出決定性貢獻(xiàn)”獲1968年諾貝爾物理獎(jiǎng)。這是LBNL科學(xué)家獲得的最近的諾貝爾物理獎(jiǎng)。
　　即使匆忙回顧一下這個(gè)科學(xué)上持異見和提倡打破舊習(xí)者的成就也會令人大吃一驚。Alvarez是國家發(fā)明家名人紀(jì)念館中的名人之一，持有30多項(xiàng)發(fā)明專利，包括當(dāng)今仍然使用的三種類型的雷達(dá)系統(tǒng)。1948年，他設(shè)計(jì)了一臺產(chǎn)生空前流強(qiáng)質(zhì)子束流的直線加速器，并作為當(dāng)今"直線加速器"的樣機(jī)。他是氚的發(fā)現(xiàn)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(jié)束第二次世界大戰(zhàn)的钚彈，設(shè)計(jì)了起爆器，實(shí)際上，他在拖尾飛機(jī)上執(zhí)行廣島和長崎的轟炸任務(wù)，觀察爆炸效果。
　　Alvarez是第一個(gè)提出一個(gè)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(zāi)難，滅絕了恐龍的人。起初，他的理論受到科學(xué)界的極大懷疑，此后經(jīng)受了所有的挑戰(zhàn)，并逐漸被廣泛接受。在他"消遣的時(shí)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(nèi)高爾夫球訓(xùn)練設(shè)備和分析暗殺肯尼迪總統(tǒng)的著名Zapruder影片，確定實(shí)際上發(fā)射了幾粒子彈。
　　Alvarez獲諾貝爾獎(jiǎng)所做的工作是他發(fā)現(xiàn)了大量的共振態(tài)。Alvarez的發(fā)現(xiàn)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(xiàn)在有150多種不同的類型），以至物理學(xué)家們確信存在著比質(zhì)子、中子或強(qiáng)子家族其他成員更基本的粒子。研究宇宙的需求導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)夸克。
　　Alvarez釋放出來的第一個(gè)亞原子粒子是他1960年發(fā)現(xiàn)的"Y粒子"。Y粒子是α粒子和介子的組合，結(jié)合的時(shí)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(xiàn)確定了新的物質(zhì)態(tài)可以在足夠的能量對撞中產(chǎn)生。為探索這個(gè)未知的世界，Alvarez用相當(dāng)約質(zhì)子一半尺寸與原子核發(fā)生強(qiáng)相互作用的K介子轟擊LBNL質(zhì)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(zhì)子加速器連在他設(shè)計(jì)的一個(gè)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(gè)粒子為止。當(dāng)時(shí)，Glaser用二乙基乙醚填充泡室，但Alvarez用液氫代替二乙基乙醚，因?yàn)闅湓雍耍▎蝹€(gè)質(zhì)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?yàn)閾?jù)信平滑的壁對于防止不需要泡的形成是必要的。這個(gè)全玻璃的構(gòu)成可以使泡室保持得小：Glaser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(gòu)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(nèi)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(jì)算機(jī)處理法，使得Alvarez能夠探測Y粒子以及后面跟著的東西。

李遠(yuǎn)哲因“對發(fā)展新領(lǐng)域的研究化學(xué) – 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)所做出的貢獻(xiàn)”獲1986年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
　　自古代煉金術(shù)士試圖將鉛變?yōu)榻鹱右詠恚私馕镔|(zhì)怎樣變化和為什么變化曾經(jīng)是研究化學(xué)的推動(dòng)力。二十世紀(jì)八十年代，LBNL化學(xué)家李遠(yuǎn)哲嘗試了解化學(xué)反應(yīng)中在分子水平發(fā)生了什么情況。李和他的同事謀求檢驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)中作用于原子和分子之間的力，以便準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)這些反應(yīng)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(chǎn)物時(shí)的運(yùn)動(dòng)，觀測它們之間的能量流動(dòng)，李采用了一種被稱為"交叉分子束"的技術(shù)。兩個(gè)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(dāng)兩個(gè)束流對撞時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物散射的角度和對撞中釋放出的能量數(shù)被記錄下來。通過控制這兩個(gè)束流的內(nèi)容和速度，以及它們彼此接近的角度，李和他的研究組實(shí)際上能夠在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)"見到"它們。1986年，李的這一成就得到承認(rèn)，榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。分享這一獎(jiǎng)金的還有哈佛大學(xué)的Dudley Herschbach和多倫多大學(xué)的John Polanyi。

現(xiàn)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(jiǎng)。
　　朱棣文和他的同事們在激光冷卻和陷俘原子的技術(shù)中取得了突破性的進(jìn)展，發(fā)明了光學(xué)粘膠和磁光陷阱技術(shù)。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(jìn)兩兩相對，沿三個(gè)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(yùn)動(dòng)，都會遇上具有恰當(dāng)能量的光子，并被推回到六束激光交匯的區(qū)域。在這個(gè)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(tuán)。由六束激光組成的阻尼機(jī)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(jī)制就叫做“光學(xué)粘膠”。但是處于光學(xué)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(gè)陷阱。朱棣文和他的小組在光學(xué)粘膠裝置的基礎(chǔ)上再加上兩個(gè)磁性線圈，設(shè)計(jì)了一種很有效的陷阱—磁光陷阱，它會產(chǎn)生一個(gè)比重力大的力，從而把原子拉回到陷阱中心。后來，他們又設(shè)計(jì)了一個(gè)很有意義的實(shí)驗(yàn)“原子噴泉”，借助原子噴泉可以對原子的能級進(jìn)行極為精確的測量，因此有可能在這一基礎(chǔ)上建立最精確的原子鐘。

高能所科研處制作 內(nèi)容來自侯儒成翻譯的LBNL網(wǎng)資料、