बर्कले लैब में अनुसंधान के चार मुख्य विषय हैं: डिस्कवरी साइंस (खोज विज्ञान), ऊर्जा, पृथ्वी प्रणाली, और विज्ञान का भविष्य।[5] प्रयोगशाला के 22 वैज्ञानिक प्रभाग अनुसंधान के छह क्षेत्रों में व्यवस्थित हैं: कंप्यूटिंग विज्ञान, भौतिक विज्ञान, पृथ्वी और पर्यावरण विज्ञान, जैव विज्ञान, ऊर्जा विज्ञान, और ऊर्जा प्रौद्योगिकियां।[6] प्रयोगशाला के संस्थापक अर्नेस्ट लॉरेंस का मानना था कि वैज्ञानिक अनुसंधान विभिन्न विशेषज्ञता वाले व्यक्तियों की टीमों के साथ मिलकर काम करने से सबसे अच्छा होता है, और उनकी प्रयोगशाला आज भी इसे एक मार्गदर्शक सिद्धांत मानती है।[7]
अनुसंधान का प्रभाव
बर्कले लैब के वैज्ञानिकों ने भौतिकी और रसायन विज्ञान में सोलह नोबेल पुरस्कार जीते हैं, और उनमें से प्रत्येक के नाम पर लैब परिसर में एक सड़क का नाम रखा गया है।[3] बर्कले लैब के 23 कर्मचारी संयुक्त राष्ट्र के जलवायु परिवर्तन पर अंतर-सरकारी पैनल की रिपोर्टों में योगदानकर्ता थे, जिसे नोबेल शांति पुरस्कार साझा रूप से मिला था। पंद्रह लैब वैज्ञानिकों ने नेशनल मेडल ऑफ साइंस भी जीता है, और दो ने नेशनल मेडल ऑफ टेक्नोलॉजी एंड इनोवेशन जीता है।[8] 82 बर्कले लैब शोधकर्ताओं को नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज या नेशनल एकेडमी ऑफ इंजीनियरिंग की सदस्यता के लिए चुना गया है।[2]
2025 के लिए क्लेरिवेट अत्यधिक उद्धृत शोधकर्ताओं (Clarivate Highly Cited Research) की सूची में 56 शोधकर्ता शामिल हैं जो बर्कले लैब से संबद्ध हैं। [9]नेचर इंडेक्स द्वारा मापे गए अनुसार, बर्कले लैब का भौतिक विज्ञान और रसायन विज्ञान दोनों में दुनिया की किसी भी अन्य सरकारी प्रयोगशाला की तुलना में सबसे अधिक अनुसंधान प्रकाशन प्रभाव रहा है।[10] केवल चीन, फ्रांस और इटली की राष्ट्रीय सरकारी अनुसंधान एजेंसियां ही उच्च रैंकिंग पर थीं, जो अनुसंधान प्रयोगशालाओं या छोटी अनुसंधान इकाइयों का नेटवर्क हैं।
वैज्ञानिक उपयोगकर्ता सुविधाएं
बर्कले लैब का अधिकांश अनुसंधान प्रभाव इसकी अनूठी अनुसंधान सुविधाओं की क्षमताओं पर आधारित है।[11]
प्रयोगशाला पांच राष्ट्रीय वैज्ञानिक उपयोगकर्ता सुविधाओं का प्रबंधन करती है, जो DOE विज्ञान कार्यालय द्वारा संचालित 28 ऐसी सुविधाओं के नेटवर्क का हिस्सा हैं। ये सुविधाएं और उन्हें संचालित करने वाले वैज्ञानिकों और इंजीनियरों की विशेषज्ञता विश्वविद्यालयों, उद्योग और सरकारी प्रयोगशालाओं के 14,000 शोधकर्ताओं के लिए उपलब्ध कराई जाती है।[12]
बर्कले लैब DOE विज्ञान कार्यालय के लिए पांच प्रमुख राष्ट्रीय उपयोगकर्ता सुविधाओं का संचालन करती है:
एडवांस्ड लाइट सोर्स (ALS) एक सिंक्रोट्रॉन लाइट सोर्स है जिसमें 41 बीमलाइनें हैं जो सामग्री विज्ञान, जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान, भौतिकी और पर्यावरण विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों में वैज्ञानिक प्रयोगों के लिए पराबैंगनी, सॉफ्ट एक्स-रे और हार्ड एक्स-रे प्रकाश प्रदान करती हैं।एडवांस्ड लाइट सोर्स और आसपास की इमारतें ALS को DOE के बेसिक एनर्जी साइंसेज कार्यालय द्वारा समर्थित किया जाता है।[13][14]
जॉइंट जीनोम इंस्टीट्यूट (JGI) एकीकृत जीनोमिक विज्ञान के लिए एक वैज्ञानिक उपयोगकर्ता सुविधा है, जिसमें ऊर्जा और पर्यावरण के DOE मिशनों पर विशेष जोर दिया गया है। JGI 2,000 से अधिक वैज्ञानिक उपयोगकर्ताओं को जीनोम अनुक्रमण और विश्लेषण क्षमताओं की नवीनतम पीढ़ी तक पहुंच प्रदान करता है।[15][16]इंटीग्रेटिव जीनोमिक्स बिल्डिंग, जॉइंट जीनोम इंस्टीट्यूट का घर
मॉलिक्यूलर फाउंड्री एक बहु-विषयक नैनोसाइंस अनुसंधान सुविधा है। इसकी सात अनुसंधान सुविधाएं नैनोस्ट्रक्चर की इमेजिंग और हेरफेर, नैनोफैब्रिकेशन, नैनोस्ट्रक्चर्ड सामग्री का सिद्धांत, अकार्बनिक नैनोस्ट्रक्चर, जैविक नैनोस्ट्रक्चर, कार्बनिक और मैक्रोमोलेक्युलर संश्लेषण, और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी पर ध्यान केंद्रित करती हैं।[17][18]मॉलिक्यूलर फाउंड्री
नेशनल एनर्जी रिसर्च साइंटिफिक कंप्यूटिंग सेंटर (NERSC) DOE विज्ञान कार्यालय के लिए मिशन वैज्ञानिक कंप्यूटिंग सुविधा है, जो DOE अनुसंधान कार्यक्रमों पर काम कर रहे 11,000 से अधिक वैज्ञानिकों के लिए उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग प्रदान करता है।[19] NERSC ने 2024 में अपनी 50वीं वर्षगांठ मनाई, जिसके लिए एक वीडियो बनाया गया जो उस 50-वर्षीय समयरेखा की महत्वपूर्ण घटनाओं का वर्णन करता है।[20] NERSC पर पर्लमटर (Perlmutter) सिस्टम 2021 में ऑनलाइन आने पर Top500 (HPL) रैंकिंग में 5वें स्थान पर था।[21] 29 मई, 2025 को, ऊर्जा सचिव क्रिस राइट ने NERSC सुपरकंप्यूटर की अगली पीढ़ी बनाने के लिए डेल (Dell) के साथ अनुबंध पर हस्ताक्षर करने की घोषणा की। घोषणा कार्यक्रम में राइट और लैब निदेशक माइकल विथेरेल के साथ जेनिफर डौडना, नोबेल पुरस्कार विजेता बायोकेमिस्ट, जिनके नाम पर नई प्रणाली का नाम रखा जाएगा, और एनवीडिया (NVIDIA) के सीईओ जेनसेन हुआंग शामिल थे।[22][23] डौडना प्रणाली 2026 में लॉन्च होने पर GPU के लिए एनवीडिया रुबिन माइक्रोआर्किटेक्चर का उपयोग करने वाले पहले सुपरकंप्यूटरों में से एक होगी।[24][25]वांग हॉल, NERSC और ESnet का घर
एनर्जी साइंसेज नेटवर्क (ESnet) एक उच्च-गति अनुसंधान नेटवर्क है जो DOE वैज्ञानिकों को उनकी प्रयोगात्मक सुविधाओं और दुनिया भर के सहयोगियों के साथ सेवा प्रदान करता है।[26] 2022 में लॉन्च किया गया उन्नत नेटवर्क बुनियादी ढांचा बहुत बड़े वैज्ञानिक डेटा प्रवाह के लिए अनुकूलित है, और नेटवर्क हर महीने लगभग 35 पेटाबाइट ट्रैफ़िक का परिवहन करता है।[27]
टीम विज्ञान और प्रौद्योगिकी
बर्कले लैब में अधिकांश अनुसंधान कई विषयों और कई संस्थानों के शोधकर्ताओं द्वारा एक बड़ी टीम के रूप में मिलकर किया जाता है जो साझा वैज्ञानिक लक्ष्यों पर केंद्रित होते हैं। बर्कले कई अनुसंधान संस्थानों और केंद्रों में प्रमुख भागीदार या प्रमुखों में से एक है, जिसमें निम्नलिखित शामिल हैं:
जॉइंट बायोएनर्जी इंस्टीट्यूट (JBEI)। JBEI का मिशन बायोएनर्जी फसलों में उपलब्ध कार्बन की अधिकतम मात्रा को जैव ईंधन और जैव उत्पादों में बदलने के लिए आवश्यक वैज्ञानिक ज्ञान और नई प्रौद्योगिकियों को स्थापित करना है।[28] JBEI चार अमेरिकी ऊर्जा विभाग (DOE) बायोएनर्जी अनुसंधान केंद्रों (BRCs) में से एक है।[29] 2023 में, DOE ने अगले पांच वर्षों के लिए BRCs का समर्थन करने के लिए $590M की प्रतिबद्धता की घोषणा की।[30]
एडवांस्ड बायोफ्यूल्स एंड बायोप्रोडक्ट्स प्रोसेस डेवलपमेंट यूनिट (ABPDU)। अमेरिकी ऊर्जा विभाग के बायोएनर्जी टेक्नोलॉजीज कार्यालय द्वारा वित्त पोषित ABPDU, 2009 में स्थापित किया गया था ताकि बायोमैन्युफैक्चरिंग कंपनियों को नवीन जैव प्रौद्योगिकियों को स्केल करने और उन्हें बाजार में लाने में मदद मिल सके।[31] यह सुविधा बायोमैन्युफैक्चरिंग स्टार्टअप्स और कंपनियों को नए जैव प्रौद्योगिकी उत्पादों को पायलट करने के लिए आवश्यक विशिष्ट उपकरण और विशेषज्ञता प्रदान करती है।
नेशनल एलायंस फॉर वॉटर इनोवेशन (NAWI)।[32] NAWI का उद्देश्य विकेंद्रीकृत, फिट-फॉर-परपज प्रोसेसिंग के माध्यम से अमेरिकी अर्थव्यवस्था के लिए एक किफायती, ऊर्जा-कुशल और लचीली जल आपूर्ति सुरक्षित करना है। NAWI मुख्य रूप से DOE के ऊर्जा दक्षता और नवीकरणीय ऊर्जा कार्यालय द्वारा समर्थित है, जो कैलिफोर्निया जल संसाधन विभाग, कैलिफोर्निया राज्य जल संसाधन नियंत्रण बोर्ड के साथ साझेदारी कर रहा है। बर्कले लैब प्रमुख भागीदार है, जिसके संस्थापक भागीदारों में ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी (ORNL) और नेशनल रिन्यूएबल एनर्जी लेबोरेटरी (NREL) शामिल हैं।
लिक्विड सनलाइट एलायंस (LiSA)।[33] LiSA का मिशन उन विज्ञान सिद्धांतों को स्थापित करना है जिनके द्वारा टिकाऊ युग्मित सूक्ष्म वातावरण को सूर्य के प्रकाश, पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन से कुशलतापूर्वक और चुनिंदा रूप से तरल ईंधन उत्पन्न करने के लिए सह-डिज़ाइन किया जा सके। LiSA के लिए प्रमुख संस्थान कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी है और बर्कले लैब एक प्रमुख भागीदार है।
एनर्जी स्टोरेज रिसर्च एलायंस (ESRA)।[34] एनर्जी स्टोरेज रिसर्च एलायंस का मिशन अगली पीढ़ी की ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों के लिए सामग्री की खोज में तेजी लाने के लिए अत्याधुनिक वैज्ञानिक उपकरणों और स्वचालन को लागू करना है। आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी ESRA सहयोग का नेतृत्व करती है, जिसमें बर्कले लैब और पैसिफिक नॉर्थवेस्ट नेशनल लेबोरेटरी सह-प्रमुख हैं।
साइक्लोट्रॉन रोड
साइक्लोट्रॉन रोड प्रौद्योगिकी नवप्रवर्तकों के लिए एक फैलोशिप कार्यक्रम है, जो उद्यमी वैज्ञानिकों का समर्थन करता है क्योंकि वे अपनी स्वयं की प्रौद्योगिकी परियोजनाओं को आगे बढ़ाते हैं।[35] कार्यक्रम के लिए मुख्य समर्थन ऊर्जा विभाग के ऊर्जा दक्षता और नवीकरणीय ऊर्जा कार्यालय से आता है, जो लैब-एम्बेडेड उद्यमिता कार्यक्रम के माध्यम से है।[36] बर्कले लैब एक्टिवेट (Activate) के साथ घनिष्ठ साझेदारी में कार्यक्रम का प्रबंधन करती है, जो एक गैर-लाभकारी संगठन है जिसे साइक्लोट्रॉन रोड फैलोशिप मॉडल को अमेरिका और दुनिया भर में अधिक संख्या में नवप्रवर्तकों तक पहुंचाने के लिए स्थापित किया गया है।[37] साइक्लोट्रॉन रोड फेलो को दो साल का वजीफा, $100,000 से अधिक का अनुसंधान समर्थन, गहन मार्गदर्शन और एक स्टार्टअप पाठ्यक्रम, और बर्कले लैब की विशेषज्ञता और सुविधाओं तक पहुंच प्राप्त होती है।[38] 2017 में पहले समूह के सदस्यों द्वारा अपनी फैलोशिप पूरी करने के बाद से, साइक्लोट्रॉन रोड फेलो द्वारा स्थापित 92 स्टार्ट-अप कंपनियों ने $4.3 बिलियन का फॉलो-ऑन फंडिंग जुटाया है।[39]
उल्लेखनीय वैज्ञानिक
नोबेल पुरस्कार विजेता
सोलह बर्कले लैब वैज्ञानिकों ने भौतिकी या रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार प्राप्त किया है।[3]
प्रयोगशाला की स्थापना 26 अगस्त, 1931 को अर्नेस्ट लॉरेंस द्वारा कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले की विकिरण प्रयोगशाला के रूप में की गई थी, जो भौतिकी विभाग से जुड़ी थी। इसने भौतिकी अनुसंधान को उनके नए उपकरण, साइक्लोट्रॉन, एक प्रकार के कण त्वरक के इर्द-गिर्द केंद्रित किया, जिसके लिए उन्हें 1939 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।[40] 1930 के दशक के दौरान, लॉरेंस ने भौतिकी अनुसंधान के लिए बड़ी और बड़ी मशीनें बनाने पर जोर दिया, और फंडिंग के लिए निजी परोपकारियों को आकर्षित किया। वह बुनियादी अनुसंधान में खोज करने के लिए बड़ी परियोजनाओं के निर्माण के लिए एक बड़ी टीम विकसित करने वाले पहले व्यक्ति थे।[41] अंततः ये मशीनें इतनी बड़ी हो गईं कि उन्हें विश्वविद्यालय के मैदान में नहीं रखा जा सका, और 1940 में प्रयोगशाला परिसर के ऊपर पहाड़ी पर अपने वर्तमान स्थान पर चली गई।[42] इस अवधि के दौरान गठित टीम के हिस्से में दो अन्य युवा वैज्ञानिक शामिल थे जो बड़ी प्रयोगशालाओं का निर्देशन करने के लिए आगे बढ़े: जे. रॉबर्ट ओपेनहाइमर, जिन्होंने लॉस एलामोस लेबोरेटरी का निर्देशन किया, और रॉबर्ट विल्सन, जिन्होंने फर्मिलाब का निर्देशन किया।
लेस्ली ग्रोव्स ने 1942 के अंत में लॉरेंस की विकिरण प्रयोगशाला का दौरा किया जब वह मैनहट्टन प्रोजेक्ट का आयोजन कर रहे थे, और पहली बार जे. रॉबर्ट ओपेनहाइमर से मिले। ओपेनहाइमर को परमाणु बम विकास प्रयास को व्यवस्थित करने का काम सौंपा गया था और उन्होंने काम को गुप्त रखने में मदद करने के लिए आज की लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी की स्थापना की।[41] रेडलैब में, लॉरेंस और उनके सहयोगियों ने साइक्लोट्रॉन के साथ अपने अनुभव का उपयोग करके यूरेनियम के विद्युत चुम्बकीय संवर्धन की तकनीक विकसित की। कैलोट्रॉन (विश्वविद्यालय के नाम पर) ओक रिज, टेनेसी में विशाल Y-12 सुविधा की मूल इकाई बन गए। लॉरेंस की प्रयोगशाला ने उन तीन सबसे मूल्यवान प्रौद्योगिकी विकासों में योगदान दिया जिन्हें युद्ध का सबसे महत्वपूर्ण माना गया (परमाणु बम, प्रॉक्सिमिटी फ्यूज, और रडार)। साइक्लोट्रॉन, जिसका निर्माण युद्ध के दौरान रुक गया था, नवंबर 1946 में पूरा हुआ। मैनहट्टन प्रोजेक्ट दो महीने बाद बंद हो गया।
1946 से 1972 तक: एंटीप्रोटॉन और नए तत्वों की खोज
युद्ध के बाद, विकिरण प्रयोगशाला परमाणु ऊर्जा आयोग (AEC) (अब ऊर्जा विभाग, DOE) में शामिल होने वाली पहली प्रयोगशालाओं में से एक बन गई। 1952 में, प्रयोगशाला ने लिवरमोर में एक शाखा स्थापित की जो परमाणु सुरक्षा कार्य पर केंद्रित थी, जो लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी के रूप में विकसित हुई। 1970 के दशक तक बर्कले लैब में कुछ वर्गीकृत अनुसंधान जारी रहा, जब यह केवल अवर्गीकृत वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए समर्पित प्रयोगशाला बन गई। इस अवधि के दौरान प्रयोगशाला के अधिकांश वैज्ञानिक नेतृत्व कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के भौतिकी और रसायन विज्ञान विभागों में संकाय सदस्य भी थे।
बर्कले लैब के वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने विज्ञान की प्रगति में तेजी लाने के लिए महत्वाकांक्षी बड़ी परियोजनाओं का निर्माण जारी रखा। लॉरेंस का मूल साइक्लोट्रॉन डिज़ाइन प्रकाश की गति के करीब के कणों के लिए काम नहीं करता था, इसलिए एक नए दृष्टिकोण की आवश्यकता थी। एडविन मैकमिलन ने समस्या को हल करने के लिए व्लादिमीर वेक्सलर के साथ सिंक्रोट्रॉन का सह-आविष्कार किया। मैकमिलन ने 300 मिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट (300 MeV) तक इलेक्ट्रॉनों को त्वरित करने में सक्षम एक इलेक्ट्रॉन सिंक्रोट्रॉन बनाया, जिसे 1948 से 1960 तक संचालित किया गया था।[43]
बर्कले त्वरक टीम ने बेवाट्रॉन (Bevatron) बनाया, जो 6.5 गीगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट (GeV) की ऊर्जा तक प्रोटॉन को त्वरित करने में सक्षम एक प्रोटॉन सिंक्रोट्रॉन था, जिसे एंटीप्रोटॉन उत्पन्न करने के लिए दहलीज से ठीक ऊपर की ऊर्जा के रूप में चुना गया था। 1955 में, बेवाट्रॉन के संचालन के पहले पूर्ण वर्ष के दौरान, भौतिकविदों एमिलियो सेग्रे और ओवेन चेम्बरलेन ने पहली बार एंटीप्रोटॉन का निरीक्षण करने की प्रतियोगिता जीती। उन्होंने इस खोज के लिए 1959 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार जीता।[44][45] बेवाट्रॉन तब तक उच्चतम ऊर्जा त्वरक बना रहा जब तक कि CERN प्रोटॉन सिंक्रोट्रॉन ने 1959 में 25 GeV तक प्रोटॉन को त्वरित करना शुरू नहीं किया।
लुइस अल्वारेज़ ने कई तरल हाइड्रोजन बबल चैंबरों के डिज़ाइन और निर्माण का नेतृत्व किया, जिनका उपयोग बेवाट्रॉन (Bevatron) बीम का उपयोग करके बड़ी संख्या में नए प्राथमिक कणों की खोज के लिए किया गया था। उनके समूह ने बबल चैंबर में कणों के पथ की लाखों तस्वीरों को रिकॉर्ड करने के लिए मापन प्रणालियाँ और डेटा का विश्लेषण करने के लिए कंप्यूटर सिस्टम भी विकसित किए। अल्वारेज़ ने इस तकनीक का उपयोग करके कई प्राथमिक कणों की खोज के लिए 1968 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार जीता।[46]
अल्वारेज़ फिजिक्स मेमो (Alvarez Physics Memos) भौतिक वैज्ञानिकों, इंजीनियरों, कंप्यूटर प्रोग्रामरों और तकनीशियनों के उस बड़े समूह के अनौपचारिक वर्किंग पेपर्स का एक संग्रह है, जिसका नेतृत्व 1950 के दशक की शुरुआत से 1988 में उनकी मृत्यु तक लुइस डब्ल्यू. अल्वारेज़ ने किया था। प्रयोगशाला द्वारा होस्ट किए गए 1700 से अधिक मेमो ऑनलाइन उपलब्ध हैं।[47]
बर्कले लैब को 1940 से 1974 की अवधि के दौरान आवर्त सारणी (periodic table) के 16 तत्वों की खोज का श्रेय दिया जाता है, जो किसी भी अन्य संस्थान से अधिक है।[48] अमेरिकन केमिकल सोसाइटी ने इस उपलब्धि को संजोने के लिए लैब में एक 'नेशनल हिस्टोरिकल केमिकल लैंडमार्क' स्थापित किया है।[49]ग्लेन सीबॉर्ग व्यक्तिगत रूप से इन नौ नए तत्वों की खोज में शामिल थे, और उन्होंने 1951 में मैकमिलन के साथ रसायन विज्ञान का नोबेल पुरस्कार जीता।[50]
संस्थापक प्रयोगशाला निदेशक लॉरेंस का 1958 में 57 वर्ष की आयु में निधन हो गया। मैकमिलन दूसरे निदेशक बने और 1972 तक उस भूमिका में रहे।
1973 से 1989 तक: ऊर्जा और पर्यावरण अनुसंधान में नई क्षमताएँ
कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय ने 1973 के तेल संकट के दौरान 1973 में एंड्रयू सेसलर को प्रयोगशाला निदेशक नियुक्त किया। उन्होंने लैब में ऊर्जा और पर्यावरण प्रभाग की स्थापना की, जो पहली बार ऐसे अनुप्रयुक्त अनुसंधान (applied research) में विस्तारित हुआ जिसने देश के सामने आने वाली ऊर्जा और पर्यावरणीय चुनौतियों का समाधान किया।[51] सेसलर ने अन्य बर्कले भौतिक वैज्ञानिकों के साथ मिलकर 'साइंटिस्ट्स फॉर सखारोव, ओरलोव, शरन्स्की' (SOS) नामक एक संगठन भी बनाया, जिसने तीन सोवियत वैज्ञानिकों की दुर्दशा की ओर ध्यान आकर्षित करने के लिए एक अंतरराष्ट्रीय विरोध आंदोलन का नेतृत्व किया, जिन्हें यू.एस.एस.आर. सरकार द्वारा प्रताड़ित किया जा रहा था।[52]
आर्थर रोसेनफेल्ड ने बर्कले लैब में अनुप्रयुक्त ऊर्जा अनुसंधान के निर्माण के अभियान का नेतृत्व किया। उन्हें व्यापक रूप से ऊर्जा दक्षता के जनक और उस व्यक्ति के रूप में जाना जाता है जिसने राष्ट्र को उपकरणों और इमारतों के लिए ऊर्जा मानकों को अपनाने के लिए राजी किया।[53]1973 के तेल संकट से प्रेरित होकर, उन्होंने बड़े टीम प्रयासों की शुरुआत की, जिन्होंने ऐसी कई प्रौद्योगिकियों का विकास किया जिन्होंने ऊर्जा दक्षता में आमूल-चूल सुधार किया। इनमें कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप, कम ऊर्जा वाले रेफ्रिजरेटर और गर्मी को रोकने वाली खिड़कियां शामिल थीं। उन्होंने कैलिफोर्निया में इमारतों और उपकरणों के लिए पहले ऊर्जा-दक्षता मानक विकसित किए, जिसने राज्य को 1973 से 2006 तक प्रति व्यक्ति बिजली के उपयोग को स्थिर बनाए रखने में मदद की, जबकि देश के बाकी हिस्सों में यह 50% बढ़ गया। इस घटना को रोसेनफेल्ड प्रभाव (Rosenfeld Effect) कहा जाता है।[54][55]
1980 तक, जॉर्ज स्मूट ने बर्कले में एक मजबूत प्रयोगात्मक समूह तैयार कर लिया था, जो प्रारंभिक ब्रह्मांड का अध्ययन करने के लिए कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) को मापने के लिए उपकरण बना रहा था। वह डिफरेंशियल माइक्रोवेव रेडियोमीटर (DMR) उपकरण के प्रमुख अन्वेषक बने, जिसे 1989 में कॉस्मिक बैकग्राउंड एक्सप्लोरर (COBE) मिशन के हिस्से के रूप में लॉन्च किया गया था। DMR द्वारा लिए गए पूर्ण आकाश मानचित्रों ने COBE वैज्ञानिकों के लिए CMB की अनिसोट्रॉपी (anisotropy) की खोज करना संभव बना दिया, और स्मूट ने 2006 में जॉन मैदर के साथ भौतिकी का नोबेल पुरस्कार साझा किया।[56][57]
1990 से 2004 तक: रसायन विज्ञान और सामग्री, नैनो तकनीक, वैज्ञानिक कंप्यूटिंग और जीनोमिक्स के लिए नई सुविधाएं
चार्ल्स वी. शेंक ने 1989 में बर्कले लैब के निदेशक बनने के लिए बेल लैब्स छोड़ दिया, जिस पद पर वह 15 वर्षों तक रहे। उनके कार्यकाल के दौरान, पांच राष्ट्रीय वैज्ञानिक उपयोगकर्ता सुविधाओं में से चार ने बर्कले में परिचालन शुरू किया, और पांचवीं का निर्माण शुरू हुआ।[58]
5 अक्टूबर, 1993 को, नई एडवांस्ड लाइट सोर्स (Advanced Light Source) ने एक्स-रे प्रकाश की अपनी पहली किरणें उत्पन्न कीं।[59] डेविड शर्ली ने 1990 के दशक की शुरुआत में इस नए सिंक्रोट्रॉन स्रोत के निर्माण का प्रस्ताव दिया था, जो चरम पराबैंगनी (extreme ultraviolet) से लेकर सॉफ्ट एक्स-रे का उपयोग करके इमेजिंग सामग्री में विशेषज्ञता रखता था। 2001 की शरद ऋतु में, एक बड़े अपग्रेड ने प्रोटीन क्रिस्टलोग्राफी के लिए समर्पित बीमलाइनों के लिए कठोर एक्स-रे उत्पन्न करने हेतु "सुपरबेंड्स" जोड़े।
1996 में, नेशनल एनर्जी रिसर्च साइंटिफिक कंप्यूटिंग सेंटर (NERSC) और एनर्जी साइंसेज नेटवर्क (ESnet) दोनों को लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी से बर्कले लैब में उनके नए घर में स्थानांतरित कर दिया गया।[60] बर्कले में NERSC को फिर से स्थापित करने के लिए एक क्रे C90 (Cray C90) को स्थानांतरित करना पड़ा, जो 1991 के विंटेज का पहली पीढ़ी का वेक्टर प्रोसेसर सुपरकंप्यूटर था, और एक नया क्रे T3E (Cray T3E), दूसरी पीढ़ी (1995) का मॉडल स्थापित करना पड़ा। NERSC की कंप्यूटिंग क्षमता 350 GFlop/s थी, जो 2022 में पर्लमटर (Perlmutter) की गति का 1/200,000 हिस्सा थी। हॉर्स्ट डी. साइमन को NERSC के पहले निदेशक के रूप में बर्कले लाया गया, और वे जल्द ही उन सह-संपादकों में से एक बन गए जिन्होंने सुपरकंप्यूटरों की Top500 सूची का प्रबंधन किया, एक ऐसा पद जिसे उन्होंने तब से संभाला हुआ है।[61]
जॉइंट जीनोम इंस्टीट्यूट (JGI) की स्थापना 1997 में जीनोम मैपिंग, डीएनए अनुक्रमण, प्रौद्योगिकी विकास और सूचना विज्ञान में विशेषज्ञता और संसाधनों को एकजुट करने के लिए की गई थी, जो बर्कले लैब, लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (LLNL) और लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी (LANL) में DOE जीनोम केंद्रों में विकसित हुए थे। JGI को मूल रूप से मानव जीनोम परियोजना (HGP) पर काम करने के लिए स्थापित किया गया था, और इसने गुणसूत्रों (Chromosomes) 5, 16 और 19 के पूर्ण अनुक्रम उत्पन्न किए। 2004 में, JGI ने खुद को बर्कले लैब द्वारा प्रबंधित एक राष्ट्रीय उपयोगकर्ता सुविधा के रूप में स्थापित किया, जो जीव विज्ञान और जैव प्रौद्योगिकी की व्यापक जीनोमिक आवश्यकताओं पर ध्यान केंद्रित कर रहा है, विशेष रूप से पर्यावरण और कार्बन प्रबंधन से संबंधित।[62][63]
प्रयोगशाला निदेशक शेंक ने 1991 में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग प्रभाग का नेतृत्व करने के लिए बेल लैब्स से डैनियल चेमला को बर्कले लैब में बुलाया। 1998 में चेमला को एडवांस्ड लाइट सोर्स का निदेशक नियुक्त किया गया ताकि इसे विश्व स्तरीय वैज्ञानिक उपयोगकर्ता सुविधा के रूप में बनाया जा सके।[64]
2001 में, चेमला ने मॉलिक्यूलर फाउंड्री (Molecular Foundry) की स्थापना का प्रस्ताव रखा, ताकि नैनो तकनीक के लिए अत्याधुनिक उपकरणों और विशेषज्ञता को व्यापक शोध समुदाय के लिए सुलभ बनाया जा सके। पॉल अलीविसाटोस संस्थापक निदेशक थे, और सुविधाओं के संस्थापक निदेशक कैरोलिन बर्टोज़ी, जीन फ्रेचेट, स्टीवन ग्वोन शेंग लुई, जेफरी बोकोर और मिकेल सालमेरॉन थे।[65] मॉलिक्यूलर फाउंड्री भवन को 2006 में समर्पित किया गया था, जिसमें बर्टोज़ी फाउंड्री निदेशक और स्टीवन चू प्रयोगशाला निदेशक थे।[66]
1990 के दशक में, सॉल पर्लमटर ने सुपरनोवा कॉस्मोलॉजी प्रोजेक्ट (SCP) का नेतृत्व किया, जिसने ब्रह्मांड के विस्तार का अध्ययन करने के लिए मानक मोमबत्तियों (standard candles) के रूप में एक निश्चित प्रकार के सुपरनोवा का उपयोग किया।[67] SCP टीम ने ब्रह्मांड के त्वरित विस्तार की सह-खोज की, जिससे डार्क एनर्जी (dark energy) की अवधारणा सामने आई, जो इस त्वरण को चलाने वाली ऊर्जा का एक अज्ञात रूप है। पर्लमटर ने इस खोज के लिए 2011 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार साझा किया।[68]
2005 से 2015 तक: ऊर्जा के लिए राष्ट्रीय आवश्यकताओं को आगे बढ़ाना
1 अगस्त, 2004 को, नोबेल विजेता भौतिक विज्ञानी स्टीवन चू को बर्कले लैब का छठा निदेशक नामित किया गया।[69] DOE पहली बार बर्कले लैब के लिए प्रबंधन और संचालन (M&O) अनुबंध के लिए प्रतिस्पर्धा करने की तैयारी कर रहा था, और चू का पहला कार्य कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय की टीम का नेतृत्व करना था जिसने उस अनुबंध के लिए सफलतापूर्वक बोली लगाई।[70] अनुबंध की प्रारंभिक अवधि 1 जून, 2005 से 31 मई, 2010 तक थी, जिसमें बेहतर प्रबंधन प्रदर्शन के लिए 20 वर्षों की कुल अनुबंध अवधि तक संभावित चरणबद्ध विस्तार शामिल था।[71]
2007 में, बर्कले लैब ने जॉइंट बायोएनर्जी इंस्टीट्यूट (Joint BioEnergy Institute) लॉन्च किया, जो DOE के जैविक और पर्यावरणीय अनुसंधान कार्यालय (BER) के जीनोमिक विज्ञान कार्यक्रम से धन प्राप्त करने वाले तीन बायोएनर्जी अनुसंधान केंद्रों में से एक है।[72][73] JBEI के मुख्य कार्यकारी अधिकारी जे कीसलिंग हैं, जिन्हें मलेरिया-रोधी दवा आर्टेमिसिनिन को इंजीनियर करने के लिए आवश्यक सिंथेटिक जीव विज्ञान उपकरण विकसित करने के लिए नेशनल एकेडमी ऑफ इंजीनियरिंग का सदस्य चुना गया था। DOE विज्ञान कार्यालय ने 2021 में जैव प्रौद्योगिकी में DOE की रणनीति को आगे बढ़ाने के लिए कीसलिंग को विशिष्ट वैज्ञानिक फेलो नामित किया।[74]
15 दिसंबर, 2008 को, नवनिर्वाचित राष्ट्रपति बराक ओबामा ने स्टीवन चू को ऊर्जा सचिव के रूप में नामित किया।[75] कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय ने लैब के उप निदेशक, पॉल अलीविसाटोस को नया निदेशक चुना।[76] अलीविसाटोस एक सामग्री रसायनज्ञ हैं जिन्होंने नैनोमटेरियल्स विकसित करने में अपने अग्रणी काम के लिए नेशनल मेडल ऑफ साइंस जीता।[77] उन्होंने देश की ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने पर लैब का ध्यान केंद्रित रखा।[78]
DOE ने 2010 में जॉइंट सेंटर फॉर आर्टिफिशियल फोटोसिंथेसिस (JCAP) को एक ऊर्जा नवाचार केंद्र (Energy Innovation Hub) के रूप में स्थापित किया,[79] जिसमें कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी प्रमुख संस्थान के रूप में और बर्कले लैब प्रमुख भागीदार के रूप में शामिल है।[80] लैब ने JCAP प्रयोगशालाओं और सहयोगी अनुसंधान स्थान को रखने के लिए एक नई सुविधा का निर्माण किया, और इसे 2015 में चू हॉल के रूप में समर्पित किया गया।[81][82] दस वर्षों तक JCAP के संचालन के बाद, 2020 में बर्कले टीम एक नए ऊर्जा नवाचार केंद्र, लिक्विड सनलाइट एलायंस (LiSA) में एक प्रमुख भागीदार बन गई, जिसका दृष्टिकोण सूर्य के प्रकाश, पानी, कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन से आर्थिक रूप से तरल ईंधन उत्पन्न करने के लिए आवश्यक विज्ञान को स्थापित करना है।[83]
लैब दूसरे ऊर्जा नवाचार केंद्र, जॉइंट सेंटर फॉर एनर्जी स्टोरेज रिसर्च (JCESR) में भी एक प्रमुख भागीदार है, जिसे 2013 में शुरू किया गया था, जिसमें आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी प्रमुख संस्थान है।[79][84] लैब ने ऊर्जा भंडारण प्रयोगशालाओं और संबंधित अनुसंधान स्थान को रखने के लिए एक नई सुविधा, जनरल पर्पस लेबोरेटरी का निर्माण किया, जिसका उद्घाटन ऊर्जा सचिव अर्नेस्ट मोनिज़ ने 2014 में किया था।[85] JCESR का मिशन परिवर्तनकारी नई अवधारणाओं और सामग्रियों को वितरित करना है जो परिवहन और ग्रिड के लिए अगली पीढ़ी की उच्च प्रदर्शन वाली बैटरियों की विविधता को सक्षम करेगा।
12 नवंबर, 2015 को, प्रयोगशाला निदेशक पॉल अलीविसाटोस और उप निदेशक हॉर्स्ट साइमन के साथ कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय की अध्यक्ष जेनेट नेपोलिटानो, यूसी बर्कले के चांसलर निकोलस डर्क्स, और DOE के ASCR कार्यक्रम के प्रमुख बारब हेलैंड ने शाय वांग हॉल (Shyh Wang Hall) को समर्पित किया, जो NERSC सुपरकंप्यूटरों और कर्मचारियों, ESnet कर्मचारियों और कंप्यूटिंग विज्ञान क्षेत्र के अनुसंधान प्रभागों की मेजबानी के लिए डिज़ाइन की गई एक सुविधा है।[86] इस इमारत को 20,000 वर्ग फुट के मशीन रूम के लिए एक नवीन भूकंपीय फर्श के साथ डिज़ाइन किया गया था, इसके अलावा उन सुविधाओं के साथ जो कंप्यूटिंग सिस्टम के लिए ऊर्जा-कुशल एयर कंडीशनिंग प्रदान करने के लिए तटीय जलवायु का लाभ उठाती हैं।[87][88]
2016 से वर्तमान तक: नई वैज्ञानिक सुविधाओं का निर्माण और एआई के साथ अनुसंधान में तेजी
2015 में पॉल अलीविसाटोस ने घोषणा की कि वह प्रयोगशाला निदेशक के रूप में अपनी भूमिका से हट रहे हैं। 2021 में शिकागो विश्वविद्यालय के अध्यक्ष बनने से पहले उन्होंने कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में दो नेतृत्वकारी पद संभाले।[89] कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय ने फर्मीलैब के पूर्व निदेशक और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा में अनुसंधान के लिए उप चांसलर माइकल विथेरेल को 1 मार्च, 2016 से बर्कले लैब के आठवें निदेशक के रूप में चुना।[90] 2016 में, प्रयोगशाला गहन आधुनिकीकरण की अवधि में प्रवेश कर गई: मौजूदा वैज्ञानिक सुविधाओं को अपग्रेड करने और नई सुविधाएं बनाने के लिए बड़ी परियोजनाओं की एक अभूतपूर्व संख्या।
बर्कले लैब के भौतिकविदों ने डार्क एनर्जी स्पेक्ट्रोस्कोपिक इंस्ट्रूमेंट (DESI) के निर्माण का नेतृत्व किया, जिसे ब्रह्मांड के अभूतपूर्व आयतन को कवर करने वाले पदार्थ के वितरण के त्रि-आयामी मानचित्रों को अद्वितीय विवरण के साथ बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।[91] इस नए उपकरण को 2019 में किट पीक नेशनल ऑब्जर्वेटरी में रेट्रोफिटेड निकोलस यू. मयाल 4-मीटर टेलीस्कोप पर स्थापित किया गया था। पांच साल का मिशन 2021 में शुरू हुआ, और पहले सात महीनों में लिए गए डेटा के साथ तैयार किए गए मानचित्र में पहले के किसी भी सर्वेक्षण की तुलना में अधिक आकाशगंगाएं शामिल थीं।[92] जब DESI सर्वेक्षण के पहले तीन वर्षों के अवलोकन के परिणामों को अन्य ब्रह्मांडीय मापों के साथ जोड़ा जाता है, तो इस बात के प्रमाण मिलते हैं कि डार्क एनर्जी के कारण ब्रह्मांड के विस्तार में होने वाला त्वरण समय के साथ बदल गया है।[93][94]
27 सितंबर, 2016 को, DOE ने ALS-U के लिए मिशन की आवश्यकता को मंजूरी दी, जो एडवांस्ड लाइट सोर्स को अपग्रेड करने की एक बड़ी परियोजना है, जिसमें एक नई स्टोरेज रिंग और एक एक्युमुलेटर रिंग का निर्माण शामिल है।[95] ALS में इलेक्ट्रॉन बीम का क्षैतिज आकार 100 माइक्रोमीटर से घटकर कुछ माइक्रोमीटर रह जाएगा, जिससे अगली पीढ़ी की बैटरी और इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए आवश्यक नवीन सामग्रियों की इमेजिंग करने की क्षमता में सुधार होगा।[96]
जेनेसिस मिशन
बर्कले लैब की जेनेसिस मिशन[97] में एक प्रमुख भूमिका है, जो विज्ञान, ऊर्जा और राष्ट्रीय सुरक्षा में राष्ट्रीय चुनौतियों का समाधान करने और वैज्ञानिक खोज में तेजी लाने के लिए आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस का उपयोग करने हेतु ऊर्जा विभाग के नेतृत्व में एक राष्ट्रीय पहल है।[98] जब अंडर सेक्रेटरी डारियो गिल ने 10 दिसंबर, 2025 को हाउस कमेटी ऑन साइंस, स्पेस एंड टेक्नोलॉजी को जेनेसिस मिशन के बारे में जानकारी दी, तो उन्होंने 2026 में NERSC में स्थापित किए जाने वाले डौडना (Doudna) सुपरकंप्यूटर को जेनेसिस के लिए कंप्यूटिंग बुनियादी ढांचे का एक केंद्रीय तत्व बताया।[99]
बर्कले लैब के शोधकर्ता कई शुरुआती जेनेसिस परियोजनाओं में भाग ले रहे हैं जो एआई को अनुसंधान विषयों की एक विस्तृत श्रृंखला पर लागू करते हैं: कण त्वरक, एक्स-रे उपयोगकर्ता सुविधाएं, जैव प्रौद्योगिकी, महत्वपूर्ण खनिज और सामग्री, ब्रह्मांड विज्ञान, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और क्वांटम एल्गोरिदम।[98] 12 फरवरी, 2026 को, ऊर्जा विभाग ने जेनेसिस मिशन के लिए राष्ट्रीय विज्ञान और प्रौद्योगिकी चुनौतियों की एक सूची प्रकाशित की।[100] इनमें से कई चुनौतियां औचित्य अनुभाग में विशेष रूप से बर्कले लैब की संपत्तियों को सूचीबद्ध करती हैं। "स्केलिंग द बायोटेक्नोलॉजी रिवोल्यूशन" नामक चुनौती में बर्कले लैब की दो संपत्तियों को सूचीबद्ध किया गया है: जॉइंट जीनोम इंस्टीट्यूट और एडवांस्ड बायोफ्यूल्स एंड बायोप्रोडक्ट्स प्रोसेस डेवलपमेंट यूनिट। "सिक्योरिंग यू.एस. लीडरशिप इन डेटा सेंटर्स" LBNL में सेंटर ऑफ एक्सपर्टाइज फॉर डेटा सेंटर एनर्जी को संदर्भित करता है। अंत में, "अनलीशिंग सबसरफेस स्ट्रैटेजिक एनर्जी एसेट्स" में LBNL के ट्रांसपोर्ट ऑफ अनसैचुरेटेड ग्राउंडवाटर एंड हीट (TOUGH) सिमुलेशन सूट का एक संपत्ति के रूप में उल्लेख किया गया है।
लैब का नाम कैसे विकसित हुआ
अगस्त 1958 में लॉरेंस की मृत्यु के कुछ ही समय बाद, यूसी रेडिएशन लेबोरेटरी (UCRL), जिसमें बर्कले और लिवरमोर दोनों साइटें शामिल थीं, का नाम बदलकर लॉरेंस रेडिएशन लेबोरेटरी कर दिया गया।[101] बर्कले स्थान 1971 में लॉरेंस बर्कले लेबोरेटरी बन गया,[102][103] हालांकि कई लोग इसे रेडलैब (RadLab) कहना जारी रखे हुए थे। धीरे-धीरे, एक और संक्षिप्त रूप सामान्य उपयोग में आया, LBL। 1995 में इसका औपचारिक नाम बदलकर अर्नेस्ट ऑरलैंडो लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी कर दिया गया, जब सभी DOE प्रयोगशालाओं के नामों में "नेशनल" जोड़ा गया था। नाम को छोटा करने के लिए बाद में "अर्नेस्ट ऑरलैंडो" को हटा दिया गया। आज, लैब को आमतौर पर बर्कले लैब के रूप में जाना जाता है।[104]
प्रयोगशाला निदेशक
1931 में अपनी स्थापना के बाद से, लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी का नेतृत्व 8 निदेशकों ने किया है।[105]
कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय ऊर्जा विभाग के साथ एक अनुबंध के तहत लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी का संचालन करता है। यह साइट बर्कले हिल्स में विश्वविद्यालय के स्वामित्व वाली 200 एकड़ भूमि पर स्थित 76 इमारतों (जो यू.एस. ऊर्जा विभाग के स्वामित्व में हैं) से बनी है। कुल मिलाकर, लैब में 3,663 यूसी कर्मचारी हैं, जिनमें से लगभग 800 छात्र या पोस्टडॉक्स हैं, और हर साल यह 3,000 से अधिक भाग लेने वाले अतिथि वैज्ञानिकों की मेजबानी करती है। DOE के लिए बर्कले लैब के काम की संघीय निगरानी प्रदान करने के लिए प्रयोगशाला में लगभग दो दर्जन DOE कर्मचारी तैनात हैं। प्रयोगशाला निदेशक, माइकल विथेरेल, को विश्वविद्यालय के रीजेंट्स द्वारा नियुक्त किया जाता है और वे विश्वविद्यालय के अध्यक्ष को रिपोर्ट करते हैं। दिसंबर 2024 में, ऊर्जा विभाग ने प्रयोगशाला के प्रबंधन के लिए कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के अनुबंध को 1 जून, 2030 तक बढ़ा दिया।[116]
हालांकि बर्कले लैब बर्कले परिसर से स्वतंत्र रूप से यूसी द्वारा शासित है, लेकिन दोनों संस्थाएं निकटता से जुड़ी हुई हैं;[117] 200 से अधिक बर्कले लैब शोधकर्ता यूसी बर्कले संकाय के रूप में संयुक्त नियुक्तियां रखते हैं।
वित्तीय वर्ष 2023 में प्रयोगशाला का बजट 1.495 बिलियन डॉलर था, जबकि कुल दायित्व 1.395 बिलियन डॉलर थे।[1]
↑(2015). "The DOE Bioenergy Research Centers: History, Operations, and Scientific Output". BioEnergy Research. 8 (3) 881–896. doi:10.1007/s12155-015-9660-8.
↑(February 8, 2010). "Paul Alivisatos: LBNL's new director focuses on renewable energy, climate". Chemical and Engineering News. 88 (6) 55. doi:10.1021/cen-v088n006.p055.
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