مختبر SLAC الوطني للمسرعات

كان المُسرِّع الرئيسي مُسرِّعًا خطيًا بترددات الراديو، يُسرِّع الإلكترونات والبوزيترونات حتى طاقة 50 جيجا إلكترون فولت  . بطول 3.2 كيلومتر ( ميلين) ، ^{[ 2 ] : 55،} كان هذا المُسرِّع أطول مُسرِّع خطي في العالم، ووُصف بأنه "أكثر جسم مستقيم في العالم". ^{[ 20 ]} حتى عام 2017، عندما افتُتح ليزر الإلكترون الحر للأشعة السينية الأوروبي . يقع المُسرِّع الرئيسي على عمق 9 أمتار (30 قدمًا) تحت سطح الأرض ^{[ 2 ] : 59،} ويمر أسفل الطريق السريع بين الولايات 280. أما معرض الكليسترون الموجود فوق خط الحزمة ، فكان أطول مبنى في الولايات المتحدة حتى اكتمال مقياسي التداخل التوأم لمشروع ليجو في عام 1999. ويمكن تمييزه بسهولة من الجو، ويُشار إليه كنقطة مرجعية مرئية على الخرائط الملاحية. ^{[ 21 ]}    

أصبح جزء من المسرع الخطي الأصلي الآن جزءًا من مصدر الضوء المتماسك الخطي. ^{[ 22 ]}

كان مصادم ستانفورد الخطي مُسرِّعًا خطيًا يُستخدم لتصادم الإلكترونات والبوزيترونات في مركز ستانفورد للمسرعات الخطية (SLAC). ^{[ 23 ]} بلغت طاقة مركز الكتلة حوالي 90 جيجا إلكترون فولت ، وهي تساوي كتلة بوزون Z ، الذي صُمِّم المسرع لدراسته. اكتشف طالب الدراسات العليا باريت د. ميليكين أول حدث لبوزون Z في 12 أبريل 1989، أثناء مراجعته لبيانات الحاسوب من كاشف مارك II في اليوم السابق. ^{[ 24 ]} جُمعت غالبية البيانات بواسطة الكاشف الكبير في مركز ستانفورد للمسرعات الخطية، الذي بدأ تشغيله عام 1991. على الرغم من أن مصادم الإلكترون-بوزيترون الكبير في سيرن ، الذي بدأ تشغيله عام 1989، طغى عليه إلى حد كبير، إلا أن حزمة الإلكترونات عالية الاستقطاب في مصادم ستانفورد الخطي (حوالي 80% ^{[ 25 ]} ) أتاحت إجراء قياسات فريدة، مثل انتهاك التكافؤ في اقتران بوزون Z مع كوارك b. ^{[ 26 ]} 

Presently no beam enters the south and north arcs in the machine, which leads to the Final Focus, therefore this section is mothballed to run beam into the PEP2 section from the beam switchyard.

The SLAC Large Detector (SLD) was the main detector for the Stanford Linear Collider. It was designed primarily to detect Z bosons produced by the accelerator's electron-positron collisions. Built in 1991, the SLD operated from 1992 to 1998.^[27]

PEP (Positron-Electron Project) began operation in 1980, with center-of-mass energies up to 29 GeV. At its apex, PEP had five large particle detectors in operation, as well as a sixth smaller detector. About 300 researchers made use of PEP. PEP stopped operating in 1990, and construction on PEP-II began in 1994.^[28]

From 1999 to 2008, the main purpose of the linear accelerator was to inject electrons and positrons into the PEP-II accelerator, an electron-positron collider with a pair of storage rings 2.2 km (1.4 mi) in circumference. PEP-II was host to the BaBar experiment, one of the so-called B-Factory experiments studying charge-parity symmetry.

The Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) is a synchrotron light user facility located on the SLAC campus. Originally built for particle physics, it was used in experiments where the J/ψ meson was discovered. It is now used exclusively for materials science and biology experiments which take advantage of the high-intensity synchrotron radiation emitted by the stored electron beam to study the structure of molecules. In the early 1990s, an independent electron injector was built for this storage ring, allowing it to operate independently of the main linear accelerator.

SLAC plays a primary role in the mission and operation of the Fermi Gamma-ray Space Telescope, launched in August 2008. The principal scientific objectives of this mission are:

• To understand the mechanisms of particle acceleration in AGNs, pulsars, and SNRs
• To resolve the gamma-ray sky: unidentified sources and diffuse emission
• To determine the high-energy behavior of gamma-ray bursts and transients
• To probe dark matter and fundamental physics

The Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology (KIPAC) is partially housed on the grounds of SLAC, in addition to its presence on the main Stanford campus.

معهد ستانفورد PULSE (PULSE) هو مختبر مستقل تابع لجامعة ستانفورد، ويقع في المختبر المركزي في مركز SLAC. أنشأت جامعة ستانفورد معهد PULSE عام ٢٠٠٥ لمساعدة أعضاء هيئة التدريس في ستانفورد وعلماء SLAC على تطوير أبحاث الأشعة السينية فائقة السرعة في مركز LCLS. يمكنكم الاطلاع على منشورات أبحاث PULSE هنا .

مصدر الضوء المتماسك الخطي (LCLS) هو مرفق ليزر إلكتروني حر يقع في مركز SLAC. يُعدّ LCLS إعادة بناء جزئية للثلث الأخير من المسرّع الخطي الأصلي في SLAC، ويمكنه توليد إشعاع سينيّ شديد الكثافة لأغراض البحث في عدد من المجالات. وقد حقق أول انبعاث ليزري له في أبريل 2009. ^{[ 29 ]}

يُنتج الليزر أشعة سينية عالية الطاقة، تفوق سطوع مصادر السنكروترون التقليدية بـ ^10⁹ مرة، وهو أقوى مصدر للأشعة السينية في العالم. يُمكّن نظام LCLS من إجراء تجارب جديدة متنوعة، ويُحسّن الطرق التجريبية الحالية. غالبًا ما تُستخدم الأشعة السينية لالتقاط صور للأجسام على المستوى الذري قبل تدمير العينات. يتراوح طول موجة الليزر من 6.2 إلى 0.13  نانومتر (200 إلى 9500 إلكترون فولت) ^{[ 30 ] [ 31 ]} ، وهو قريب من عرض الذرة، مما يوفر معلومات دقيقة للغاية لم تكن متاحة سابقًا. ^{[ 32 ]} إضافةً إلى ذلك، يتميز الليزر بقدرته على التقاط الصور بسرعة غالق تُقاس بالفمتوثانية، أي جزء من مليون مليار جزء من الثانية، وهو أمر ضروري لأن شدة الشعاع غالبًا ما تكون عالية بما يكفي لانفجار العينة في غضون جزء من مليون مليار جزء من الثانية. ^{[ 33 ] [ 30 ]}

يهدف مشروع LCLS-II إلى تطوير نظام LCLS بشكل جذري من خلال إضافة شعاعين ليزريين جديدين للأشعة السينية. سيستفيد النظام الجديد من نفق قائم بطول 500 متر (1600 قدم) لإضافة مُسرِّع فائق التوصيل جديد بطاقة 4 جيجا إلكترون فولت، ومجموعتين جديدتين من المُموجات لزيادة نطاق الطاقة المتاح لنظام LCLS. قد تشمل الإنجازات الناتجة عن استخدام هذه القدرات الجديدة اكتشاف أدوية جديدة، وحواسيب من الجيل التالي، ومواد جديدة. ^{[ 34 ]}   

 في عام ٢٠١٢، أُعيد تشغيل الثلثين الأولين (حوالي ٢ كم) من مُسرِّع SLAC الخطي الأصلي لإنشاء مرفق جديد للمستخدمين، وهو مرفق الاختبارات التجريبية المتقدمة للمُسرِّعات (FACET). كان هذا المرفق قادرًا على توليد حزم إلكترونية (وبوزيترونية) بطاقة ٢٠  جيجا إلكترون فولت وكثافة ٣ نانو كولوم، بأطوال حزم قصيرة وأحجام بقع صغيرة، مما يجعله مثاليًا لدراسات تسريع البلازما المدفوعة بالحزم . ^{[ ٣٥ ]} توقف المرفق عن العمل في عام ٢٠١٦، حيث يشغل مشروع LCLS-II الثلث الأول من مُسرِّع SLAC الخطي. أعاد مشروع FACET-II تشغيل الحزم الإلكترونية في الثلث الأوسط من المُسرِّع الخطي لاستكمال دراسات تسريع البلازما المدفوعة بالحزم في عام ٢٠٢١. 

يُعدّ مُسرّع اختبار المصادم الخطي التالي (NLCTA)  مُسرّعًا خطيًا عالي السطوع لحزمة الإلكترونات بطاقة تتراوح بين 60 و120 ميغا إلكترون فولت، ويُستخدم لإجراء تجارب على تقنيات متقدمة لمعالجة وتسريع الحزم. ويقع في المحطة الطرفية B التابعة لمختبر SLAC. ^{[ 36 ]}

يقوم مركز SLAC أيضًا بإجراء أبحاث نظرية في فيزياء الجسيمات الأولية، بما في ذلك في مجالات نظرية المجال الكمي ، وفيزياء المصادمات، وفيزياء الجسيمات الفلكية ، وظواهر الجسيمات.