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ローレンス・バークレー国立研究所（LBNL、バークレー研究所）は、米国カリフォルニア州バークレーとオークランドの丘陵地帯にある、連邦政府の資金援助を受けた研究開発センターです。1931年にカリフォルニア大学（UC）によって設立されたこの研究所は、米国エネルギー省の支援を受け、UCシステムによって運営されています。[ 4 ]サイクロトロンの発明でノーベル賞を受賞したアーネスト・ローレンスが研究所を設立し、1958年に亡くなるまで所長を務めました。バークレー・ヒルズに位置するこの研究所からは、カリフォルニア大学バークレー校のキャンパスが一望できます。
バークレー研究所の研究には、発見科学、エネルギー、地球システム、科学の未来という 4 つの主要テーマがあります。[ 5 ]研究所の 22 の科学部門は、計算科学、物理科学、地球環境科学、生物科学、エネルギー科学、エネルギー技術の 6 つの研究分野に組織されています。[ 6 ]研究所の創設者であるアーネスト・ローレンスは、科学研究はさまざまな専門分野の個人が協力して行うチームを通じて最もよく行われると信じており、彼の研究所は今日でもそれを指導原則としています。[ 7 ]
バークレー研究所の科学者は物理学と化学で16のノーベル賞を受賞しており、研究所のキャンパスには受賞者の名前を冠した通りがあります。[ 3 ]バークレー研究所の職員23人が、ノーベル平和賞を共同受賞した国連の気候変動に関する政府間パネルの報告書に貢献しました。研究所の科学者15人が国家科学賞を受賞し、2人が国家技術革新賞を受賞しています。[ 8 ]バークレー研究所の研究者82人が、米国科学アカデミーまたは米国工学アカデミーの会員に選出されています。[ 2 ]
2025年のクラリベイト高被引用研究リストには、バークレー研究所に所属する研究者が56名含まれています。[ 9 ]また、バークレー研究所は、ネイチャーインデックス で測定したところ、物理科学と化学の両方において、世界中のどの政府研究所よりも研究論文の影響力が最も大きいことが分かりました。[ 10 ]上位にランクインしたのは、中国、フランス、イタリアの国家政府研究機関のみで、これらは研究室のネットワークまたは小規模な研究ユニットです。
バークレー研究所の研究成果の多くは、独自の研究施設の能力に基づいています。[ 11 ] この研究所は、DOE科学局が運営する28の国立科学ユーザー施設ネットワークの一部である5つの国立科学ユーザー施設を管理しています。これらの施設と、それらを運営する科学者や技術者の専門知識は、大学、産業界、政府研究所の14,000人の研究者に提供されています。[ 12 ]
バークレー研究所は、米国エネルギー省科学局向けに5つの主要な国立ユーザー施設を運営している。
バークレー研究所の研究の多くは、複数の分野や機関の研究者が協力し、共通の科学目標に焦点を当てた大規模なチームとして行われています。バークレーは、以下のような複数の研究機関や拠点において、主導的なパートナー、あるいは主導的な役割を担っています。
サイクロトロン ロードは、技術革新者のためのフェローシップ プログラムであり、起業家精神を持つ科学者が自身の技術プロジェクトを進めるのを支援します。 [ 35 ]このプログラムの中核的な支援は、エネルギー省のエネルギー効率・再生可能エネルギー局がラボ組み込み型起業家育成プログラムを通じて提供しています。 [ 36 ]バークレー研究所は、サイクロトロン ロードのフェローシップ モデルを米国および世界中のより多くの革新者に拡大するために設立された非営利団体Activateと緊密に連携してこのプログラムを管理しています。 [ 37 ]サイクロトロン ロードのフェローは、2 年間の奨学金、10 万ドルを超える研究支援、集中的なメンターシップとスタートアップ カリキュラム、バークレー研究所の専門知識と施設へのアクセスを受けます。 [ 38 ] 2017 年に最初のコホートのメンバーがフェローシップを修了して以来、サイクロトロン ロード フェローによって設立された 92 社のスタートアップ企業は、43 億ドルの追加資金を調達しました。 [ 39 ]
バークレー研究所の科学者16人が物理学または化学のノーベル賞を受賞している。[ 3 ]
バークレー研究所の科学者15人が国家科学賞を受賞し、2人が国家技術革新賞を受賞している。[ 8 ]
国家技術革新勲章は、2011年にアーサー・ローゼンフェルド氏、 2023年にアショク・ガドギル氏、そして2025年にジェニファー・ダウドナ氏に授与された。
この研究所は、1931年8月26日にアーネスト・ローレンスによって、カリフォルニア大学バークレー校の放射線研究所として設立され、物理学科に所属していました。研究所は、ローレンスが1939年にノーベル物理学賞を受賞した粒子加速器の一種であるサイクロトロンという新しい装置を中心に物理学研究を行っていました。 [ 40 ] 1930年代を通して、ローレンスは物理学研究のためにますます大型の装置を作るよう働きかけ、資金援助を求めて民間の慈善家を募りました。彼は基礎研究で発見をするための大規模プロジェクトを構築するために、大規模なチームを編成した最初の人物でした。[ 41 ]やがてこれらの装置は大学の敷地内に収まりきらないほど大きくなり、1940年に研究所はキャンパスを見下ろす丘の上の現在の場所に移転しました。[ 42 ]この時期に結成されたチームには、後に大規模な研究所の所長となる2人の若い科学者も含まれている。ロスアラモス研究所の所長を務めたJ・ロバート・オッペンハイマーと、フェルミ国立加速器研究所の所長を務めたロバート・ウィルソンである。
レスリー・グローブスは、マンハッタン計画を組織していた1942年後半にローレンスの放射線研究所を訪れ、J・ロバート・オッペンハイマーと初めて会った。オッペンハイマーは核爆弾開発の組織化を任され、研究の秘密保持のために今日のロスアラモス国立研究所を設立した。 [ 41 ]放射線研究所で、ローレンスと彼の同僚はサイクロトロンの経験を利用してウランの電磁濃縮技術を開発した。カルトロン（大学にちなんで名付けられた）は、テネシー州オークリッジにある巨大なY-12施設の基本ユニットとなった。ローレンスの研究所は、戦争で最も価値のある3つの技術開発（原子爆弾、近接信管、レーダー）に貢献したとされている。戦争中に建設が中断されていたサイクロトロンは、1946年11月に完成した。マンハッタン計画は2か月後に中止された。
戦後、放射線研究所は原子力委員会（AEC）（現在のエネルギー省、DOE）に編入された最初の研究所の一つとなった。1952年、同研究所は核セキュリティ研究に特化したリバモア支部を設立し、これが後にローレンス・リバモア国立研究所へと発展した。バークレー研究所では1970年代まで機密研究が続けられたが、その後は非機密科学研究のみを行う研究所となった。この時期の研究所の科学指導部の多くは、カリフォルニア大学バークレー校の物理学部および化学科の教員でもあった。
バークレー研究所の科学者と技術者は、科学の進歩を加速するために野心的な大規模プロジェクトを建設し続けました。ローレンスの当初のサイクロトロン設計は光速に近い粒子には機能しなかったため、新しいアプローチが必要でした。エドウィン・マクミランは、ウラジミール・ヴェクスラーと共同でシンクロトロンを発明し、この問題に対処しました。マクミランは、電子を3億電子ボルト（300 MeV）まで加速できる電子シンクロトロンを建設し、1948年から1960年まで稼働しました。[ 43 ]
バークレーの加速器チームは、陽子を6.5ギガ電子ボルト（GeV）のエネルギーまで加速できる陽子シンクロトロンであるベバトロンを建設しました。このエネルギーは、反陽子を生成するための閾値をわずかに上回るように選ばれました。1955年、ベバトロンが本格的に稼働した最初の年に、物理学者のエミリオ・セグレとオーウェン・チェンバレンは、反陽子を初めて観測する競争に勝ちました。彼らはこの発見により、1959年にノーベル物理学賞を受賞しました。[ 44 ] [ 45 ]ベバトロンは、1959年にCERN陽子シンクロトロンが陽子を25GeVまで加速し始めるまで、最高エネルギーの加速器であり続けました。
ルイス・アルバレスは、ベバトロンビームを用いて多数の新しい素粒子を発見するために使用された、いくつかの液体水素バブルチャンバーの設計と構築を主導した。彼のグループはまた、バブルチャンバー内の粒子の軌跡を撮影した数百万枚の写真を記録するための測定システムと、データを分析するためのコンピュータシステムも開発した。アルバレスはこの技術を用いて多くの素粒子を発見した功績により、1968年にノーベル物理学賞を受賞した。[ 46 ]
アルバレス物理学メモは、 1950年代初頭から1988年に亡くなるまで、ルイス・W・アルバレスが率いた物理学者、エンジニア、コンピュータプログラマー、技術者からなる大規模なグループによる非公式な作業文書の集まりです。1700以上のメモが研究所によってオンラインで公開されています。[ 47 ]
バークレー研究所は、1940年から1974年の間に周期表上の16元素を発見したことで知られており、これは他のどの機関よりも多い。[ 48 ]アメリカ化学会はこの功績を記念して、同研究所に国立化学史跡を設立した。[ 49 ]グレン・シーボーグはこれらの新元素のうち9つの発見に個人的に関与し、1951年にマクミランと共にノーベル化学賞を受賞した。[ 50 ]
初代研究所長のローレンスは1958年に57歳で死去した。マクミランが2代目所長に就任し、1972年までその職を務めた。
カリフォルニア大学は、 1973年の石油危機の最中、アンドリュー・セッスラーを研究所長に任命した。彼は研究所内にエネルギー・環境部門を設立し、初めて応用研究へと拡大し、国が直面するエネルギーと環境の課題に取り組んだ。[ 51 ]セッスラーはまた、他のバークレーの物理学者たちと共に、サハロフ、オルロフ、シャランスキーのための科学者（SOS）という組織を結成し、ソ連政府によって迫害されていた3人のソ連科学者の窮状に注目を集める国際的な抗議運動を主導した。[ 52 ]
アーサー・ローゼンフェルドは、バークレー研究所で応用エネルギー研究を発展させるキャンペーンを主導しました。彼はエネルギー効率の父として広く知られるようになり、家電製品や建物のエネルギー基準を国に採用するよう説得した人物となりました。[ 53 ] 1973年の石油危機に触発され、彼はエネルギー効率を劇的に改善するいくつかの技術を開発する大規模なチーム活動を開始しました。これには、コンパクト蛍光灯、低エネルギー冷蔵庫、熱を閉じ込める窓などが含まれます。彼はカリフォルニア州で建物と家電製品の最初のエネルギー効率基準を開発し、これにより、他の地域では1973年から2006年まで一人当たりの電力使用量が50%増加したのに対し、同州では一定に保たれました。この現象はローゼンフェルド効果と呼ばれています。[ 54 ] [ 55 ]
1980年までに、ジョージ・スムートはバークレーで強力な実験グループを築き上げ、初期宇宙を研究するために宇宙マイクロ波背景放射（CMB）を測定する装置を開発した。彼は、宇宙背景放射探査機（COBE）ミッションの一環として1989年に打ち上げられた差動マイクロ波放射計（DMR）装置の主任研究員となった。DMRによって取得された全天マップにより、COBEの科学者たちはCMBの異方性を発見することができ、スムートは2006年にジョン・マザーと共にノーベル物理学賞を共同受賞した。[ 56 ] [ 57 ]
チャールズ・V・シャンクは1989年にベル研究所を離れ、バークレー研究所の所長に就任し、15年間その職を務めた。彼の在任中、5つの国立科学ユーザー施設のうち4つがバークレーで操業を開始し、5つ目は建設が開始された。[ 58 ]
1993年10月5日、新しいAdvanced Light Sourceは最初のX線ビームを生成した。[ 59 ]デビッド・シャーリーは1990年代初頭に、極端紫外線から軟X線を使用して物質をイメージングすることに特化したこの新しいシンクロトロン光源の建設を提案していた。2001年秋には、タンパク質結晶学専用のビームライン用に、より硬いX線を生成するための「スーパーベンド」が追加された。
1996年、国立エネルギー研究科学計算センター（NERSC）とエネルギー科学ネットワーク（ESnet）は、ローレンス・リバモア国立研究所からバークレー研究所の新しい拠点に移転した。[ 60 ]バークレーでNERSCを再建するには、1991年製の第1世代ベクトルプロセッサスーパーコンピュータであるCray C90を移動し、第2世代（1995年）モデルである新しいCray T3Eを設置する必要があった。NERSCの計算能力は350 GFlop/sで、2022年のPerlmutterの速度の1/200,000に相当する。Horst D. SimonがNERSCの初代所長としてバークレーに招かれ、すぐにスーパーコンピュータのTop500リストを管理する共同編集者の1人となり、それ以来その地位を維持している。[ 61 ]
ジョイントゲノム研究所 (JGI) は、バークレー研究所、ローレンス・リバモア国立研究所 (LLNL)、ロスアラモス国立研究所 (LANL) の DOE ゲノムセンターで開発されたゲノムマッピング、DNA シーケンス、技術開発、情報科学の専門知識とリソースを統合するために 1997 年に設立されました。JGI は当初、ヒトゲノムプロジェクト (HGP) に取り組むために設立され、染色体 5、16、19 の完全な配列を生成しました。2004 年に、JGI はバークレー研究所が管理する国立ユーザー施設として確立され、生物学とバイオテクノロジーの幅広いゲノムニーズ、特に環境と炭素管理に関連するニーズに焦点を当てています。[ 62 ] [ 63 ]
研究所長のシャンクは、1991年にベル研究所からダニエル・ケムラをバークレー研究所に招き、新設された材料科学工学部門を率いさせた。1998年、ケムラは先端光源施設の所長に任命され、それを世界クラスの科学ユーザー施設に発展させた。[ 64 ] 2001年、ケムラはナノテクノロジーの最先端機器と専門知識を幅広い研究コミュニティが利用できるようにするために、分子ファウンドリーの設立を提案した。初代所長はポール・アリビサトス、施設の初代所長はキャロリン・ベルトッツィ、ジャン・フレシェ、スティーブン・グォン・シェン・ルイ、ジェフリー・ボコール、ミケル・サルメロンであった。[ 65 ]分子ファウンドリーの建物は2006年に献堂され、ベルトッツィがファウンドリー所長、スティーブン・チューが研究所長を務めた。[ 66 ]
1990年代、ソール・パールマターは、ある種の超新星を標準光源として宇宙の膨張を研究する超新星宇宙論プロジェクト（SCP）を率いた。 [ 67 ] SCPチームは、宇宙の加速膨張を共同で発見し、この加速を引き起こす未知の形態のエネルギーであるダークエネルギーの概念につながった。パールマターはこの発見により、2011年にノーベル物理学賞を共同受賞した。[ 68 ]
2004年8月1日、ノーベル賞受賞物理学者スティーブン・チューがバークレー研究所の第6代所長に任命された。[ 69 ]エネルギー省はバークレー研究所の管理運営（M&O）契約を初めて競争入札で獲得する準備を進めており、チューの最初の任務は、その契約の入札に成功したカリフォルニア大学のチームを率いることだった。[ 70 ]契約の当初期間は2005年6月1日から2010年5月31日までで、優れた管理実績があれば段階的に延長され、契約期間は合計20年までとなる可能性があった。[ 71 ]
2007年、バークレー研究所は、DOEの生物環境研究局（BER）のゲノム科学プログラムから資金提供を受けた3つのバイオエネルギー研究センターの1つであるジョイントバイオエネルギー研究所（JBEI）を設立しました。 [ 72 ] [ 73 ] JBEIの最高経営責任者はジェイ・キースリングで、抗マラリア薬アルテミシニンを設計するために必要な合成生物学ツールの開発により、全米工学アカデミーの会員に選出されました。DOE科学局は、バイオテクノロジーにおけるDOEの戦略を推進した功績により、2021年にキースリングを優秀科学者フェローに任命しました。[ 74 ]
2008年12月15日、新たに選出されたバラク・オバマ大統領は、スティーブン・チューをエネルギー長官に指名した。[ 75 ]カリフォルニア大学は、研究所の副所長であるポール・アリビサトスを新所長に選出した。[ 76 ]アリビサトスは材料化学者であり、ナノ材料の開発における先駆的な業績により国家科学賞を受賞した。[ 77 ]彼は引き続き、国のエネルギー需要を満たすという研究所の重点目標に取り組んだ。[ 78 ]
DOEは2010年にエネルギー革新ハブとして人工光合成共同センター（JCAP）を設立し[ 79 ] 、カリフォルニア工科大学 が主導機関、バークレー研究所が主導パートナーとなった[ 80 ] 。研究所はJCAPの研究室と共同研究スペースを収容する新しい施設を建設し、2015年にチューホールとして献堂された[ 81 ] [ 82 ]。JCAPが10年間運営された後、2020年にバークレーチームは、太陽光、水、二酸化炭素、窒素から経済的に液体燃料を生成するために必要な科学を確立するというビジョンを持つ新しいエネルギー革新ハブである液体太陽光アライアンス（LiSA）の主要パートナーとなった[ 83 ] 。
同研究所は、2013年にアルゴンヌ国立研究所を主導機関として設立された第2のエネルギーイノベーションハブであるエネルギー貯蔵研究共同センター（JCESR）の主要パートナーでもある。 [ 79 ] [ 84 ]同研究所は、エネルギー貯蔵研究所と関連する研究スペースを収容する新しい施設である汎用研究所を建設し、2014年にエネルギー長官アーネスト・モニツがこれを開設した。[ 85 ] JCESRの使命は、輸送と電力網向けの多様な高性能次世代バッテリーを可能にする革新的な新しい概念と材料を提供することである。
2015年11月12日、研究所長のポール・アリビサトスと副所長のホルスト・サイモンは、カリフォルニア大学総長のジャネット・ナポリターノ、UCバークレー校学長のニコラス・ダークス、DOEのASCRプログラム責任者のバーブ・ヘランドとともに、NERSCスーパーコンピュータとスタッフ、ESnetスタッフ、および計算科学分野の研究部門を収容するために設計された施設であるシャイ・ワン・ホールの献堂式を行った。 [ 86 ]この建物は、20,000平方フィートの機械室に斬新な耐震床を備えて設計されており、沿岸気候を利用して計算システムにエネルギー効率の良い空調を提供する機能も備えている。[ 87 ] [ 88 ]
2015年、ポール・アリビサトスは研究所長の職を辞任すると発表した。彼はカリフォルニア大学バークレー校で2つの指導的地位に就いた後、2021年にシカゴ大学の学長に就任した。[ 89 ]カリフォルニア大学は、フェルミラボの元所長であり、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の研究担当副学長であったマイケル・ウィザレルを、 2016年3月1日からバークレー研究所の第8代所長に選出した。 [ 90 ] 2016年、研究所は集中的な近代化の時期に入った。既存の科学施設をアップグレードし、新しい施設を建設するための大規模プロジェクトが前例のない数で実施された。
バークレー研究所の物理学者たちは、宇宙のこれまでにない体積をカバーする物質分布の3次元マップを比類のない詳細さで作成するように設計されたダークエネルギー分光装置の構築を主導しました。 [ 91 ]この新しい装置は、2019年にキットピーク国立天文台の改修されたニコラス・U・メイオール4メートル望遠鏡に設置されました。5年間のミッションは2021年に開始され、最初の7か月間に取得されたデータで作成されたマップには、これまでのどの調査よりも多くの銀河が含まれていました。[ 92 ] DESI調査の最初の3年間の観測結果を他の宇宙論的測定と組み合わせると、ダークエネルギーによって引き起こされる宇宙膨張の加速が時間とともに変化したという証拠があります。[ 93 ] [ 94 ]
2016年9月27日、DOEは、新しい蓄積リングと蓄積リングの建設を含む、先進光源のアップグレードのための主要プロジェクトであるALS-Uのミッションの必要性を承認した。[ 95 ] ALSの電子ビームの水平方向のサイズは100マイクロメートルから数マイクロメートルに縮小され、次世代バッテリーや電子機器に必要な新しい材料を画像化する能力が向上する。[ 96 ]
バークレー研究所は 、科学の発見を加速させ、科学、エネルギー、国家安全保障における国家的な課題に対する解決策を提供するために、エネルギー省が主導する国家的な取り組みであるジェネシス・ミッション[ 97 ]において重要な役割を担っています。 [ 98 ] 2025年12月10日にダリオ・ギル次官が下院科学・宇宙・技術委員会にジェネシス・ミッションについて説明した際、2026年にNERSCに設置される予定のダウドナ・スーパーコンピュータを、ジェネシスのコンピューティング・インフラストラクチャの中核要素として挙げました。[ 99 ]
バークレー研究所の研究者たちは、粒子加速器、X線ユーザー施設、バイオテクノロジー、重要鉱物および材料、宇宙論、マイクロエレクトロニクス、量子アルゴリズムなど、幅広い研究テーマにAIを適用する初期のジェネシスプロジェクトにいくつか参加しています。[ 98 ] 2026年2月12日、エネルギー省はジェネシスミッションの国家科学技術課題のリストを公開しました。[ 100 ]これらの課題のいくつかは、正当化のセクションでバークレー研究所の資産を具体的に挙げています。「バイオテクノロジー革命の規模拡大」と題された課題では、ジョイントゲノム研究所と先進バイオ燃料およびバイオ製品プロセス開発ユニットという2つのバークレー研究所の資産が挙げられています。「データセンターにおける米国のリーダーシップの確保」では、LBNLのデータセンターエネルギー専門センターが言及されています。最後に、「地下の戦略的エネルギー資産の解放」では、LBNLの不飽和地下水と熱の輸送（TOUGH）シミュレーションスイートが資産として挙げられています。
1958 年 8 月にローレンスが亡くなった直後、バークレーとリバモアの両方の施設を含む UC 放射線研究所 (UCRL) は、ローレンス放射線研究所と改名されました。[ 101 ]バークレーの施設は 1971 年にローレンス バークレー研究所となりましたが、[ 102 ] [ 103 ]多くの人が引き続き RadLab と呼んでいました。徐々に、別の短縮形である LBL が一般的に使用されるようになりました。1995 年に、すべての DOE 研究所の名前に「National」が追加されたとき、正式名称はアーネスト オーランド ローレンス バークレー国立研究所に変更されました。「アーネスト オーランド」は後に名前を短縮するために削除されました。今日、この研究所は一般的にバークレー研究所と呼ばれています。[ 104 ]
ローレンス・バークレー国立研究所は、1931年の設立以来、8人の所長によって率いられてきた。[ 105 ]
カリフォルニア大学は、エネルギー省との契約に基づき、ローレンス・バークレー国立研究所を運営している。同研究所は、バークレー・ヒルズにある大学所有の200エーカー（0.81 km 2 ）の敷地に、エネルギー省が所有する76棟の建物で構成されている。研究所には、カリフォルニア大学の職員が合計3,663人おり、そのうち約800人が学生またはポスドク研究員で、毎年3,000人以上の客員研究員を受け入れている。バークレー研究所のエネルギー省向け業務に対する連邦政府の監督を行うため、約20人のエネルギー省職員が研究所に常駐している。研究所長のマイケル・ウィザレルは、大学理事会によって任命され、大学総長に報告する。2024年12月、エネルギー省は、カリフォルニア大学との研究所運営契約を2030年6月1日まで延長した。[ 116 ]
バークレー研究所はバークレーキャンパスとは独立してカリフォルニア大学によって運営されているが、両者は密接に結びついており、[ 117 ] 200人以上のバークレー研究所の研究者がカリフォルニア大学バークレー校の教員として兼任している。
2023会計年度の研究所予算は14億9500万ドルで、総債務額は13億9500万ドルでした。[ 1 ]
{{cite web}}: CS1 maint: url-status ( link ) "2025 tables: Institutions-chemistry-government" . Nature Index . 2025年2月15日取得.