美國海軍研究實驗室成果

A. 美國海軍研究實驗室的概況

存在時期： 1923年-至今
隸屬軍種： 美國海軍U.S.NAVY
機構性質： 研究開發
人員規模： 2,562文職人員110軍職人員(2010)
隸屬部門： 海軍研究辦公室

B. 美國海軍研究實驗室的研發項目

據美國海軍網站2011年10月31日報道10月31日，美國海軍研究實驗室(NRL)的科研人員成功完成了海軍研究局(ONR)電磁導軌炮(EMRG)項目實驗室規模電磁導軌炮系統的第1000次試射。
電磁導軌炮是一種能夠利用電能而非化學推進劑發射彈葯的遠程打擊武器。電磁導軌炮安裝在艦上，可為艦上作戰人員提供多種打擊能力，如：精確水面火力支援、對陸打擊、巡航導彈和彈道導彈防禦以及為抵禦敵方艦艇的水面作戰等。
彈葯從電磁導軌炮發射的速度為每秒鍾2至2.5千米，整個發射過程無需使用炸葯推進，當遭遇目標時，利用高速動能將其消滅。
實驗室級別的電磁導軌炮長6米，口徑50毫米。研究人員首次試射電磁導軌炮是在2007年，在改進了電磁導軌炮的滑動電樞和導軌之後，自2008年起每年平均試射電磁導軌炮300次。強電流使滑動電樞在兩導軌間加速運動，從而產生強磁場，強磁場驅動彈葯高速發射出去。每次試射之後，研究人員都要將電磁導軌炮的全部組件進行拆解檢查，還會將導軌切割開放在顯微鏡下面檢查導軌表面所受到的損傷。
在1000次的試射期間，研究人員試驗了多種材料和幾何造型以決定何種材料和造型能夠承受足以融化金屬的高溫和發射1.5兆焦耳能量武器的高壓。1兆焦耳能量相當於推進一輛1噸重的汽車以每小時160公里的速度行駛所需要的能量。
研究人員表示，電磁導軌炮的炮筒並不一定要像常規火炮的設計方案一樣是圓的。自2005年開始，研究人員便一直致力於延長電磁導軌炮炮筒壽命、炮口能量及尺寸的研究。而這些努力將最終實現64兆焦耳、射程350公里的電磁導軌炮的完成。
由於試射所取得的材料科學方面的突破，給研究人員將新技術引入更大型的電磁導軌炮實驗設備帶來了極大的信心。2010年12月，美國海軍水面作戰中心成功完成了33兆焦耳電磁導軌炮的發射試驗，同時也創造了一項世界記錄。 據簡軍事與航空航天電子學網站2012年11月15日報道，美國海軍研究實驗室（NRL）計算物理和流體力學部門的負責人表示，他們正在研究利用旋轉爆轟發動機（RDE）降低燃氣輪機燃料消耗的可能性。
目前美國海軍艦船上約有430部燃氣輪機。這些發動機每年消耗約20億美元的燃料。若經過旋轉爆轟發動機技術改造，每年將能降低3億美元到4億美元的燃料成本。
海軍現在使用的燃氣輪機基於布雷登熱力循環原理，將燃料與空氣混合壓縮後，在恆壓條件下燃燒，產生的能量用於發電和艦船推進。
NRL的研究人員利用爆轟循環代替布雷登循環，用於燃氣輪機驅動，是一項極具吸引力的創新技術。過去十年，實驗室一直處在該項技術的研究前沿，也是開發脈沖爆轟發動機（PDE）的主要成員.
NRL的研究人員表示，他們已經利用前期在通用爆轟上的研究成果，建立了用於模擬旋轉爆轟發動機的模型。旋轉爆轟發動機將能提高10%的輸出動力。研究人員還表示，該技術能夠為海軍節省25%燃料消耗。若幾項技術難關被攻克，旋轉爆轟發動機和脈沖爆轟發動機有望成為提高艦船和航空燃料效率的顛覆性技術。
目前海軍正在致力於燃氣輪機和電力混合動力推進系統，以加大電力在新建艦船中的應用。
海軍官員表示，雖然未來艦船正在向混合動力系統或「全電力」推進系統模型邁進，燃氣輪機仍然是艦船電力和推進系統中不可取代的角色。為海軍艦船開發和提供高效的燃氣輪機仍然是研究人員的工作重點。 美國海軍研究實驗室（NRL）的科學家們日前成功發現了一項具有突破性意義的新方法，可以讓太陽能電池在水下高效作業。
因為海水會吸收陽光，所以在水下的太陽能電池想要吸收到足夠的陽光是非常困難的。但是來自美國海軍研究實驗室電子科學和技術部的研究人員最近發現，雖然光照強度到達水底後變得很低，光譜也變得很窄，可這樣卻有助於電池實現高效率的能量轉化；另外，研究人員還發現當光譜的波長在400到700納米之間時，銦鎵磷化物具有超強的吸收能力，也就是說如果放棄傳統的晶體硅電池，而採用高級的銦鎵磷化物電池，那麼在光線密度很低的水下，太陽能電池也可以實現高效的工作。
早期的實驗表明，在水下9.1米處，這樣的電池一平方米的電能產量可以達到7瓦。據了解，該小組研究這種水下太陽能電池的初衷是為水下自治系統和感測器平台提供動力，而一旦這項技術發展成熟，那麼在水下建起大規模的高效太陽能電站也就不再是夢了。

C. 美國航空航天局的主要成就

1.國際空間站建設接近尾聲
美宇航局共實施了4次太空梭發射任務，向國際空間站運送了多個實驗艙和硬體，令空間站在大小、容量、科研能力等方面均有所增強。這些飛行任務還讓空間站做好了迎接6名實施長期任務的成員和擴展科學探索任務的准備。2008年歐洲航天局「哥倫布」號科學實驗艙、「儒勒·凡爾納」自動貨運飛船和日本宇宙航空研究開發機構「希望」號實驗室的啟動標志著德國、法國和日本等國新設載人航天控制中心正式投入使用，正與位於美國、俄羅斯和加拿大的現有控制中心協同合作。
2013年11月20日是俄羅斯控制艙「曙光」號(Zarya)發射10周年。「曙光」號控制艙也是國際空間站的第一個組件。在「曙光」號抵達軌道10年間，國際空間站已建設成為有史以來最大的航天器——重量達313噸，內部容量超過2.5萬立方英尺，即相當於擁有五個卧室的大房子。國際空間站如今擁有19個研究設備，9個來自美宇航局，8個來自歐洲航天局，兩個來自日本宇宙航空研究開發機構。
2.「鳳凰」號圓滿完成火星任務
美宇航局「鳳凰」號火星探測器於2013年11月2日停止同地面的通訊聯系，但之前已向地面發回數量堪稱史無前例的科學數據。「鳳凰」號在2007年8月4日發射，於2008年5月25日安全著陸火星，比以前發射的探測器著陸地點都更靠北。「鳳凰」號的軟著落是32年來的第一次，也是歷史上第三次。「鳳凰」號攜帶的攝像機將超過2.5萬張火星照片發送回地球。
初步的科學數據使科學家進一步了解了火星北極環境是否適於微生物生存；紀錄了之前探測任務從未發現的火星鹼性土壤環境；發現了也許能充當生命營養物的濃度偏低的鹽；發現了碳酸鈣，探測到高氯酸鹽的存在。上述發現還向前推進了紀錄火星液態水歷史的目標。「鳳凰」號的使用壽命比原定計劃延長了3到5個月。美宇航局科學家仍在對「鳳凰」號發回的數據進行分析。
3.「戰神1號」火箭通過初步設計評估
美宇航局在2008年成功完成了對新型「戰神1號」火箭的初步設計評估。「戰神1號」火箭將從2015年開始，肩負起向國際空間站發射「獵戶座」乘員探索飛行器、4到6名宇航員和小型設備的重任。另外，它還將用於美宇航局重返月球的任務，在未來數十年大有用武之地。初步設計評審是35年來負責將宇航員送入太空的美國火箭首次經歷這樣的里程碑事件。
這次評估檢查了「戰神1號」火箭的設計，以證實預定技術方案可以滿足美宇航局有關完全整合各種設備的要求，確保火箭所有零部件和輔助系統可以共同作業。按計劃，美宇航局准備在2009年對「戰神1號」火箭進行首次試射。用於這次試射的硬體，如上面級模擬器，已於今年秋天陸續運抵佛羅里達州的美宇航局肯尼迪航天中心。
4.北極海冰繼續減少
根據美宇航局參與籌建的美國全國冰雪數據中心的統計數據，2013年9月，北極地區海冰覆蓋面積已降至衛星時代開始以來的歷史第二低位。盡管比2007年9月創下的創紀錄低位稍高，但最新數據進一步強化了過去30年來發現的北極地區夏天海冰覆蓋面積呈現消極趨勢的觀點。
2013年3月，北極地區的海冰覆蓋面積達到冬天以來的年度最高值，當時，美宇航局科學家和全國冰雪數據中心報告稱，厚厚的、年代相對久遠的海冰仍在繼續減少。美宇航局利用被動微波感測器，發展了從太空觀測海冰面積和濃縮度的能力。
5.磁能釋放讓北極光「跳舞」
研究人員利用美宇航局的5顆衛星，發現在地球與月球距離約三分之一的地方發生的磁能爆發為亞暴提供了能量。亞暴會引起北極光忽然發亮和快速活動。引發這種現象的原因是磁重聯(magnetic reconnection)，這是一種在受壓磁場線忽然展開變成新的形狀(就像橡皮圈拉得過大回縮一樣)時發生在宇宙中的常見過程。
這些亞暴經常伴隨著劇烈的太空暴風雨，引起電力故障，破壞無線電通信和全球定位系統信號。科學家正在利用位於加拿大、美國阿拉斯加州的20個地面天文台以及「亞暴期間事件歷史進程與大規模交互作用」( THEMIS)衛星研究亞暴的成因。
6.哈勃發現繞遙遠恆星運行的行星
天文學家宣布，美宇航局「哈勃」太空望遠鏡拍攝到一顆繞恆星運轉的行星首張可見光照片。這次觀測活動用時21個月之久，天文學家通過「哈勃」望遠鏡高級測量攝像機上的日冕觀測儀，發現了一顆繞名為「北落師門」(Fomalhaut)恆星軌道運轉的行星。新發現的行星被命名為「北落師門b」(Fomalhaut b)，它同恆星「北落師門」的距離大概是土星同太陽之間距離的10倍，質量估計是木星的三倍，位於南魚座，距離地球25光年。
20世紀80年代初期，美宇航局紅外線天文衛星在「北落師門」周圍發現了過量塵埃物質，從此，這顆恆星便成為尋找行星努力的候選。「北落師門b」行星的亮度超過三倍於木星質量的天體亮度。原因可能是它具有類似土星的由冰和塵埃構成的光環。冰和塵埃反射了星光。根據科學家的理論，這個光環最終可能會聚集在一起形成衛星。
7.下一代火箭發動機的首次試驗完成
2008年，美國宇航局成功完成了J-2X發動機的一系列試驗，這種還處於研發初期的發動機將為戰神1號火箭和戰神5號運載火箭的第二級提供動力。戰神1號火箭將發射「獵戶座」飛船，把宇航員送上國際空間站，並於2020年執行登月任務。戰神5號運載火箭將把貨物和構件送入軌道，為前往月球和火星作準備。從2012年12月到2013年5月，美國宇航局對傳統J-2發動機的構件進行了9次試驗，這是檢驗J-2的性能數據和探索能力的一部分工作。美國密西西比州聖路易斯附近的美國宇航局斯坦尼斯航天中心的工程師對一個J-2「電源模塊」進行了檢測，這個J-2「電源模塊」其實是一個組裝發動機，它負責將液態氫和液態氧抽入到該發動機的主燃燒室里，以便產生推動力。J-2元件的測試部件都是20世紀60年代的「阿波羅」項目和20世紀90年代的「X-33」項目使用過的。
8.美國宇航局科研組榮獲科利爾獎
美國宇航局是2013年6月獲得世界上最著名的大獎----科利爾獎的一個科研團隊的組成部分。全世界航空領域最著名的「羅伯特·科利爾獎」(Robert J. Collier Trophy)由美國航空協會負責頒發。負責這個獎項的評委最終決定將2007年的科利爾獎頒給「廣播用自動依靠監視」系統(ADS-B)的研發團體。評選委員會說：「對下一代空中監控和座艙設備(cockpit avionics)來說，這一系統是一個突破性成就。執行該系統，將對國家空域系統的安全、能力和效率產生重大影響。」加利福尼亞州美國宇航局艾姆斯研究中心和弗吉尼亞州漢普頓美國宇航局的蘭利研究中心研究人員參加了這套系統的研發和試驗系統。
9.美國宇航局藉助印度飛船重返月球
美國宇航局已經與印度合作，藉助印度的第一個月球探測器——「月船一號」把該局的兩個科研儀器送往月球。2013年10月22日，「印度太空研究組織」(ISRO)在印度斯里哈里科塔(Sriharikota)航天發射場把「月船一號」發射升空。2013年11月8日，該船進入月球軌道。美國宇航局的「月球礦物繪圖儀(Moon Mineralogy Mapper)」將對月球上的礦物資源進行勘探，另一個儀器「小型合成孔徑雷達( Miniature Synthetic Aperture Radar)」將繪制月球極區的地圖，在長年處於陰影處的隕石坑裡尋找冰沉積物。這兩個儀器傳回的數據，將有助於美國宇航局更多地了解月球環境，實現該局執行的太空探索政策——向月球發射遙控和載人飛船。
10.試驗成果幫助研製第四代鯊魚皮泳衣
美國宇航局的先進技術幫助泳裝設計師設計出新式泳裝，邁克爾·菲爾普斯在參加2008年北京奧運會時連奪金牌。在所有獲獎人員中，美國人菲爾普斯和納塔莉·考芙琳(Natalie Coughlin)穿了Speedo品牌的第四代鯊魚皮(Speedo lzr racer)泳衣。菲爾普斯獲得的金牌比當代任何一名運動員都多。美國弗吉尼亞州漢普頓美國宇航局蘭利研究中心的航空航天工程師史蒂夫·威爾金森(Steve Wilkinson)參與了這種泳裝的研發工作，為了獲得最理想的結果，他們在蘭利研究中心低速風洞里，對多種織物進行測試。美國Speedo泳衣商標獲得者沃納科技(Warnaco)公司之所以會到蘭利研究中心試驗織物樣品，是因為美國宇航局蘭利研究中心在過去數十年間，一直在研究飛機和船隻減阻問題。就像減小飛機的阻力能讓它更加有效地飛行一樣，減小泳裝的阻力有助於運動員游得更快。研究顯示，粘性阻力或表面摩擦幾乎佔一名游泳人員產生的所有阻力的三分之一。風洞檢測測量了織物表面產生的阻力。Speedo品牌的研發小組Aqualab實驗室獲得了這項研究結果，他們利用這些結果設計出先進的「太空時代」的泳裝

D. USA電影《超級戰艦》里展示的美國科技成果，有哪些是 中國不具備的

《超級戰艦》由導演彼得·博格執導，泰勒·克奇、連姆·尼森、亞歷山大·斯卡斯加德等主演的科幻動作片，於2012年4月18日在中國大陸上映。 該片主要講述美國海軍軍官艾利克斯·霍普中尉在夏威夷的一次多國聯合海上演習時，艦隊遇到了隱匿在太平洋深海的外星巨形母艦，為保衛地球，艾利克斯率領被保護罩孤立的海軍艦隊與來自外太空的外星戰艦震撼開戰。 2013年，蕾哈娜憑該片獲第14屆青少年選擇獎-最佳突破電影新星獎。

E. 美國最近軍事科技成果

以下是2011年全球最值得關注的軍事武器與裝備研製成果

1、步兵武器裝備：陸軍的M2011狙擊步槍和內容M25智能榴彈發射裝置，海軍陸戰隊的M27自動步槍和Mk19自動榴彈發射裝置等。

2、訓練裝備：研製出了包括視頻游戲和精確作戰模擬器在內的大量新裝備，用於部隊日常訓練。

3、空中力量：「幻影射線」無人駕駛戰機。「幻影射線」為5年前取消的X-45無人戰機計劃的升級版——X-45C

4、海軍力量和海軍航空兵：價值17億美元的新型兩棲戰艦和價值5億美元的瀕海戰斗艦投入部署。

5、電子戰：智能手機面世數年之後，國防部對其進行了一些「軍事化」改造，並正式投入戰場使用。

6、信息戰：Stuxnet蠕蟲病毒正日益成為強大的網路戰武器。事實上，Stuxnet還僅僅是第一代網路戰武器，未來必將有更多的網路戰武器陸續問世。

F. 美國海軍通信研究所的專家做了怎樣的實驗實現月面通信

隨著科學技術的不斷發展，科學家萌動了一個大膽的設想：既然人造地球衛星能實現衛星通信，那麼能不能利用月球通信呢?

科學家最可貴的精神就是在大膽的設想的指導下，進行實踐。

美國海軍通信研究所的專家認為，月球是一個天然的反射體，它既然能反射無線電雷達信號，也就應該能反射無線電通信信號。

於是，美國的專家進行了試驗，他們在美國東部的華盛頓和西部的夏威夷兩地間進行了月面通信試驗。科學家用強大的發送信號設備對准月亮，發射出載有通信信號的無線電波。

與此同時，兩地在高靈敏度接收機上分別接收了由對方發出經月球表面反射下來的無線電波。這樣，華盛頓和夏威夷之間，相隔千里、又無線相通，卻在瞬間就打通了電話。

於是，人們便首次實現了月面通信，從而又多了一條通信渠道。

G. 美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究成果

以下是勞倫斯伯克利國家實驗室建立80年間的主要科研成就 ：
¨發明了迴旋加速器 － 歐內斯特·勞倫斯（.O. Lawrence）獲得1939年諾貝爾物理獎的圓形加速器；
¨發現了鍀 － 成為醫學中最廣泛應用鍀放射性同位素的第一個人造元素；
¨建造了60英寸鍀迴旋加速器 － 誕生了克羅克輻射實驗室和核醫學；
¨發現了鎿和鈈 － 產生了第一個超鈾元素，Edwin McMillan 和Glenn Seaborg獲得1951年諾貝爾化學獎；
¨發現了碳14 － 稱為測定人類史前古器物年代的原子鍾；
¨建造了184英寸的同步迴旋加速器 － 由加州大學伯克利分校校園移到伯克利山上的位置；
¨發明了第一台質子直線加速器 － 至今腫瘤門診用於治療癌症的一種類型的加速器；
¨發現了錇 － 一種放射性的稀土金屬；
¨發明了Anger照相機 － Hal Anger研製出第一台組織中成像放射性同位素伽馬射線照相機；
¨發明了液氫泡室 － 使Donald Glaser獲得1960年諾貝爾物理獎；
¨建造了貝伐特朗質子加速器 － 加速器擊碎10億電子伏特質子（GeV）的障礙；
¨發現了反質子 － Emilio Segrè和Owen Chamberlain獲得1959年諾貝爾物理獎；
¨發現了反中子 － 反物質或鏡象物質擴大到包括電中性基本粒子；
¨確定了碳的光合作用路徑 － Melvin Calvin獲得1961年諾貝爾化學獎；
¨發現了銠 － 按LBNL創始人Ernest O. Lawrence 命名的放射性稀土金屬；
¨88英寸迴旋加速器開放 － 今天仍用於研究電離輻射對基於空間電子學的效應；
¨發明了化學激光器 － 成為最通用和廣泛使用的科學工具之一；
¨發現了基本粒子中的「共振態」－ Luis Alvarez獲得1968年諾貝爾物理獎；
¨正電子斷層照相（PET）獲得突破 － 開發出世界上用於診斷研究解析度最高的PET掃描儀
¨發現了j/psi粒子 － 包括粲誇克第一個證據的介子；
¨發現了106號元素Sg － 以LBNL諾貝爾獎獲得者Glenn Seaborg 命名的放射性合成元素；
¨建造了貝伐拉克 － 超級重離子直線加速器和貝伐特朗質子加速器組合在一起將重離子加速到相對論的能量；
¨發明了時間投影室 － 時間投影室仍然是高能物理粒子探測器的重負荷設備；
¨超導磁鐵打破特斯拉記錄 － LBNL成為世界上超導電磁技術的領導者；
¨在斯坦福建造了正負電子對撞機 － 與SLAC國家加速器實驗室聯合建造的項目誕生了第一台物質反物質對撞機；
¨在帕克菲爾德（Parkfield）開始進行地震研究 － LBNL成為地下成像技術的領導者；
¨構思出10米望遠鏡 － 提出世界上最大光學望遠鏡中現在使用的分節反射鏡；
¨發明了SQUIDs － 測量超微型磁場用的超導量子干涉設備（SQUIDs）；
¨發明了智能窗 － 嵌入的電極能使窗戶的玻璃對陽光的變化作出反應；
¨恐龍滅絕 － 銥在KT邊界的異常使恐龍滅絕與小行星撞擊地球聯系在一起
¨國家電子顯微術中心開放 － 世界上最強大的電子顯微鏡之家將產生第一批碳原子晶格圖象；
¨創造了DOE-2程序 － 用於模擬加熱、照明和空調費用的節能計算程序；
¨觀測到了集體流 － 核物質可壓縮到高溫和密度的第一個直接證據推動尋找誇克膠子等離子體；
¨交叉分子束研究 － 李遠哲贏得1988年諾貝爾化學獎；
¨發明了核磁共振魔角和雙旋轉 － 一系列新核技術中的第一種，使核磁共振技術從固體擴展到液體和氣體；
¨確定了好的和壞的膽固醇 － 在膽固醇種發現了兩種形式的脂蛋白，高密度和低密度，前者是好的，後者對心臟病是壞的；
¨固態熒光燈鎮流器 － 高頻電子鎮流器導致商業開發出緊湊型熒光燈；
¨分子束外延（MBE）－4 惰性聚變能實驗－ 直線加速器加速並將平行的重離子束聚焦到1 MeV，提供了磁聚變能的一種替代物；
¨北極發現煤煙 － LBNL的黑碳儀揭示在北極輻射吸收黑色顆粒濃度大，說明污染是全球性的問題；
¨發明了隨機渦方法 － 數學模型描述湍流，在宇宙中最常見的運動形式；
¨創造了下一代氣凝膠 － LBNL研製96%是空氣的材料，導致建立美國第一個商業氣凝膠公司；
¨建立了正常人上皮細胞株 － 形成在培育中無限生活的細胞為癌症研究打開新的大門；
¨揭開了氡的危險 －發現氡氣通過地下室進入家庭在美國某些地區構成重大輻射危險；
¨提出細胞外基質理論 － 突破性的理論將乳腺癌的發展與圍繞乳腺細胞的微環境崩潰聯系在一起；
¨人類基因組工程開始 －被指定能源部兩個中心之一的LBNL進行繪制和對人類基因組進行排序，該項目於2003年成功完成；
¨發明了固體聚合物電池 － 新種類的聚合物陰極使新家族的輕型充電電池成為可能；
¨COBE衛星記錄早期宇宙的萌芽 － LBNL搭載美國宇航局衛星的探測器揭示導致產生今天星系的宇宙微波背景的波動；
¨先進光源ALS開放 － 產生世界上用於科學研究的最亮的軟X射線和紫外光；
¨確定了心臟病的基因 － 新的證據將動脈硬化症與一個單個顯性基因聯系在一起；
¨超硬碳氮化合物 － 在理論模型基礎上設計的新化合物比鑽石更強硬；
¨第一次看到DNA雙螺旋線 － 不變的DNA圖像讓科學家門首次看到雙螺旋線；
¨凱斯特森（Kesterson）水庫威脅揭密 － LBNL發現被農業徑流硒污染野生動物庇護所暴露普遍的生態危害；
¨第一個飛秒X射線束流 － 先進光源ALS的束流脈沖長度被限定到僅一秒的十億分之幾秒；
¨發明了硫燈 － 實驗室科學家們幫助分子發射器產生的能效比傳統白熾燈泡高四倍和亮度高700倍；
¨國家能源研究科學計算中心移到LBNL － LBNL成為國家能源研究科學計算中心的東道主，該中心是美國能源部科學局的旗艦科學計算設施；
¨細胞衰老與癌症 － 生物測定幫助科學家們確定在活著的有機體中的生物衰老細胞，並發現與癌症的聯系；
¨世界上最強大的伽馬探測器（Gammasphere）亮相 － 世界上最敏感的伽馬輻射探測器賦予好萊塢靈感，生產出好萊塢大片《綠巨人》；
¨構思出B工廠 － 與SLAC合作建造第一台不對稱粒子對撞機，稱為B工廠，它將繼續顯示CP破缺的第一個證據；
¨鐮狀細胞和轉基因小鼠唐氏綜合征 － 帶有人類基因的小鼠模型模仿鐮狀細胞疾病和將DYRK（蛋白激酶）基因與智力低下症聯系在一起；
¨傳輸控制協議/網際網路互聯協議（TCP / IP）的流量控制演算法 － LBNL開發的演算法大大減少網路的交通擠塞情況，並被廣泛地與認為能夠防止互聯網發生不可避免的擁塞崩潰；
¨發現了頂誇克 － LBNL的科學家參加了在Tevatron上進行的兩個歷史性CDF和D0實驗，找到預測的六個誇克中最後、也是最難以捉摸的頂誇克；
¨紫外線凈水器防止霍亂暴發 － 紫外線光快速和廉價消毒偏遠地區的水；
¨尤卡山的3維計算機模型－ 水文地質模型顯示核廢料儲存庫選在內華達山是合理的；
¨發現了暗能量 － 超新星宇宙學項目揭示被稱為「暗能量」的反引力導致宇宙加速膨脹；
¨微管蛋白的第一個三維原子尺度模型 － 圖像揭示靈活蛋白質的結構，它啟動生物細胞的有絲分裂和其他關鍵功能；
¨完成散裂中子源的前端系統 － LBNL完成為散裂中子源產生負氫離子並將其發送到田納西州橡樹嶺國家實驗室的加速器的工作。
¨來自加拿大中微子觀測站（SNO）的初步結果表明中微子質量 － 來自SNO第一年的數據揭示了詭異亞原子粒子的微小質量；
¨開發了混合型太陽能電池 － 納米技術與塑料電子學相結合，產生可以大量生產多種不同形狀的光電設備；
¨南大洋和弗里奧（Frio）試驗 － 實驗室開始在南極海岸和得克薩斯州休斯敦附近的深部鹹水含水層進行碳固存研究；
¨發明了小人激光器 － 紫外發光納米線激光器測量100納米的直徑，或千分之一的人的頭發
¨發明了伯克利燈 － 熒光台燈比傳統台燈減少50%的能源費用；
¨合成生物學的突破 － 在主要研究所的第一個合成生物學部創造了抗瘧疾和抗艾滋病的超級葯物合成基因；
¨創造了世界上最小的合成電動機 － 由碳納米管和金子製作的旋轉電動機長度低於300納米；
¨分子鑄造廠開放 － 能源部國家用戶設施，專門用於涉及、合成和表徵納米尺度材料。
¨將窗變成了節能器 － LBNL開發出阻止熱夏天進入冬天熱逃脫的窗口鍍膜；
¨斜屋頂防全球變暖 － LBNL在分析和實現反射陽光、降低表面溫度和大幅度消減冷卻費用的冷屋頂材料中處於領先地位；
¨保存了不久以前的聲音 － 實驗室的科學家們研製出一種進行數字化改造過於脆弱無法播放的老化錄音，如從19世紀後期愛迪生蠟盤的高科技方式。
¨使器具物盡其職 － LBNL的科學家們幫助擬定了各種器具的聯邦政府能效標准；
¨創造了超小型DNA取樣器 － 確定空氣、水和土壤樣品中微生物的工具，廣泛用於公共衛生、醫學和環境清除項目；
¨開發超強氣候模型 － 在LBNL國家能源研究科學計算中心進行的氣候模擬幫助使全球變暖稱為餐桌上的交談話題；
¨促成了中國的能源效率－ 中國在制定能源標識和電器標准時，LBNL給予了相當大的支持，還幫助提高中國的住宅和商業樓宇以及工業部門如水泥製造業的能源效率；
¨使星星更近 － 二十世紀七十年代LBNL開發的革命性的望遠鏡技術能使科學家們一睹數十億光年遠的超新星。拼接鏡面設計用於世界上的許多天文台；
-2014年8月24日，美國加利福尼亞州舊金山北部地區發生6.0級地震。此次地震為當地25年來最強烈的地震，造成至少170人受傷，舊金山地震發生10秒前，美國伯克利地震學實驗室的一個地震警報系統成功探測到了這次地震，並向地震學家發出了預警。 盡管該實驗室開發的這一實驗地震警告系統還處於演示階段，僅向一小部分測試用戶推送信息，但該系統提前探測到了24日的地震，並向實驗室人員發出警告。提前10秒鍾發布地震預警，可以讓人們有時間進行躲避，從而減少在地震中受傷或死亡的風險。科學界希望這一系統最多可在地震來臨前50秒向民眾發布地震預警。

H. 美國的「天空實驗室」在歷時近半年的時間就取得了怎樣的成就

這個「天空實驗室」在歷時近半年的時間里，先後接納了3批共9名宇航員參加實驗和生活，開展了許多科學研究工作。他們用58種儀器對生物學、航天醫學、太陽物理、天文、地球物理和材料工藝等學科做了270多項試驗，取得了豐碩的成果。

I. 美國海軍在1943年進行的「費城實驗」究竟是真實的還是虛構的

聽說過這個實驗，是在一本科幻書上，據說當時軍艦附近的磁場讓軍艦產生了瞬移，實驗結束時軍艦上有人失蹤，有人則發瘋了，具體的恐怕沒人說清了。

J. 布魯克海文國家實驗室的研究成果

布魯克海文國家實驗室（Brookhaven National Laboratory，簡稱BNL）位於紐約長島薩福爾克縣（SUFFOLK COUNTY）中部，建立於1947年，佔地5300英畝。原場地為第一、二次世界大戰時的美國陸軍厄普頓兵營。BNL隸屬美國能源部，由紐約州立石溪大學和BATTELLE成立的公司布魯克海文科學學會負責管理，有各類職員3000人，常年保持4000客座研究人員，年度研究經費超過4億美元。
美國能源部在BNL建立之始就將其定位為一個大型綜合性研究機構，對BNL規定的四項基本任務是：構想、設計、建造和運行復雜、先進的用戶裝置；在科學前沿開展長期、高風險的基礎研究和應用研究；發展國家需要的先進技術，並將其轉移給其他機構和產業部門，以及培養新一代科學家和工程師；提高公眾的科學精神。
經歷了50餘年的發展，BNL擁有3台開展研究用的反應堆、迴旋加速器、同步輻射光源，以及強場核磁共振儀、投射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、正電子斷層成像儀等大批大型儀器和設備。它開創了核技術、高能物理、納米技術等多個領域的研究，還在生物、化學、醫學、材料科學、環境科學、能源科學和技術等多學科開展研究。大科學裝置群的強大支撐能力和多學科交叉的環境，使BNL在發展新型、邊緣科學和突破重大新技術方面具有強大的能力，取得多項令世界矚目的重大成果，並數次獲得諾貝爾獎，成為著名的大型綜合性科學研究基地。 石墨研究反應堆BGRR：1950開始運行，1968年退役
高通量束流反應堆HFBR：1965年開始運行，1999年退役
醫學研究反應堆BMRR：1959年開始運行，2000年退役
質子同步加速器COSMOTRON：1948年建造，1953年開始運行，1966年關閉
交變梯度同步加速器AGS：1960年開始運行，後來成為RHIC的注入器
超導加速器ISABELLE：1977年開始建設，因技術問題1983年停建，其隧道後來用於RHIC
相對論重離子對撞機RHIC：經10年預制研究和建造，2000年投入運行
同步輻射光源NSLS：1978年開始建設，真空紫外環1984年開始運行，X環1986年開始運行
同步輻射光源NSLS-II：2008年開始建設，計劃2012年投入運行
深紫外自由電子激光DUV-FEL：1995年開始建造，2002年建成 高通量束流反應堆HFBR
HFBR（High Flux Beam Reactor）的中子通量不在堆芯內達到最高值，而是在堆芯外面達到最大值，中子束流通過堆芯切線處出來的束流引出口隨時可供實驗人員開展研究。1965年10月31日，HFBR首次實現了自我持續連鎖反應。HFBR的設計功率40兆瓦，中子通量為1.6×1015 /厘米2/秒，比BGRR高50個數量級，1982年功率提高到60兆瓦，晚期低到30兆瓦。運行30多年中通過正常的改進升級，HFBR作為可依賴的中子源在使用上創造了令人羨慕的記錄，1999年永久退役。 隨著加速器技術的發展，為將質子加速到更高的能量，BNL1960年建成了直徑843英尺的交變梯度同步加速器AGS（Alternating Gradient Synchrotron），能量達到設計指標33 GeV，用來將質子和重離子加速到高能開展物理研究。該加速器在其運行初期，束流的最高流強為3000億個質子/脈沖，比原設計的流強高30倍。到1986年流強達到1012質子/脈沖，比設計指標高出1800倍。科學家們利用AGS開展物理實驗，其中有四項實驗結果獲諾貝爾物理獎。美國國家宇航局空間輻射研究實驗室（NSRL）利用AGS引出的重離子束流開展放射性生物學的研究。
AGS屬固定靶實驗，因技術原因一直無法實現加速束流的對撞，直到提出利用超導磁鐵建造兩個質子交叉儲存環，才使束流對撞成為可能。 1978年9月28日，美國能源部撥款在BNL建造專用於產生同步光的同步輻射光源NSLS（NationalSynchrotron Light Source）破土動工。NSLS分為兩個儲存環，小環為真空紫外環（0.8 GeV），建於1984年，約有25條光束線，主要提供紫外、可見、紅外及部分X光。大環稱為X光環（2.5 GeV），建於1986年，約有60條光束線，產生比真空紫外環能量更高的X光。NSLS每天24小時運行，產生世界一流的光束，可同時進行80個以上的不同的實驗，每年為400多個學術界、工業界和政府研究機構的2500名科學家提供重要的科研手段。他們無數的研究項目每年大約出650篇論文，其中有125篇以上的論文刊登在主要的學術雜志上。
除NSLS光源外，BNL還有強場核磁共振儀、30kV投射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、正電子斷層成像儀、生產放射性示蹤劑的迴旋加速器等一大批大型儀器和設備，使BNL具備了非常強大的支撐多學科研究的能力。 NSLSII的設計渲染圖
經過20年的不斷改進，NSLS的性能實際上已達到極限。保持和提高NSLS用戶的積極性和用戶的數量，需要繼續提供能夠滿足它們現在和將來科學上的需要，研製能提供更高的平均亮度和通量的新裝置已不得不提上議事日程。這一新的裝置被稱為NSLS-II，它將保留構成現行NSLS研究特點的跨學科性質，同時提供新的能力以滿足用戶的進一步要求。
NSLS-II仍屬第三代同步輻射光源，其波盪器採用了全新的設計和加工工藝，可達到更強的X射線疊加效果，因此電子團能量級別可有所減小，軌道可相應減小，產生的X射線的亮度將比NSLS高10000倍，是先進的中能電子儲存環（3 GeV）。NSLS-II的設計工作從2005年開始，2008年開始建造，計劃2012年投入運行。
NSLS-II將為BNL帶來新的科學機遇，它所提供的各種能力的組合將在未來幾十年內將對美國主要的科學研究項目產生重大影響，例如在國家衛生研究院結構基因組、能源部基因組到生命和其他主要研究項目中起關鍵作用；大大提高研究凝聚態物理和材料科學的實驗能力；提供范圍廣泛的納米解析度探測器，滿足國家迅速增加的納米科學計劃；對決定地球和星體演化的過程提供新的解釋，這些研究項目涵蓋了生命科學、材料科學、化學科學、納米科學、地球科學、環境科學等廣泛的不同學科和研究領域。
2009年3月23日，美國能源部部長朱棣文訪問BNL時宣布向該實驗室投入1.84億美元資金，主要用於NSLS-II的研究。朱棣文強調：對於美國的經濟繁榮來說，科技的領先地位是至關重要的，這個項目不僅能為經濟的短期恢復提供幫助，最重要的是向代表了國家未來的基礎研究做了戰略投資。 深紫外自由電子激光DUV-FEL（Deep Ultra-violet Free Electron Laser）也是研究平台型裝置，1995年開始設計和建造，2002年建成。DUV-FEL利用NSLS的直線加速器，先讓電子沿著直線加速器加速，之後電子通過正弦式軌跡激勵磁鐵（稱為插入件），同時與來自種子激光（seed laser）的光藕合，產生脈沖極強的高能光。由於這種光極為穩定，每個脈沖持續不及兆分之一秒。短暫而強烈的光使研究者得以拍下化學反應短暫分子變化過程的極速快照。