布魯克海文國家實驗室

布魯克海文國家實驗室(BNL)位于紐約長島薩福爾克縣（SUFFOLK COUNTY）中部，隸屬美國能源部，由紐約州立大學石溪分校和BATTELLE成立的公司布魯克海文科學學會負責管理。該實驗室成立于1947年，歷史上該實驗室曾經有7個項目獲得過諾貝爾獎。

BNL具有70年杰出科學成就的歷史，擁有3臺開展研究用的反應堆、數臺不同類型的粒子加速器和多種先進的研究裝置。它開創了核技術、高能物理、化學和生命科學、納米技術等多個領域的研究，取得多項令世界矚目的重大成果，并數次獲諾貝爾獎。BNL已成為世界著名的大型綜合性科學研究基地。

該實驗室成立于1947年，歷史上該實驗室曾經有7個項目12人次獲得過諾貝爾獎。實驗室擁有3000名員工，此外每年有超過4000名訪問學者在此工作。

基本任務

該實驗室有4項基本任務：根據美國能源部和國際科學界的需要，構思、設計、建造和運行復雜的、前沿的、面向用戶的實驗設施；實施前沿科學領域長期和高風險的基礎科學與應用科學研究項目；開發先進的技術以滿足國家的需要，并將這些技術轉讓給其他組織和企業界；傳播技術知識，培養新一代科學家和工程師，保持美國就業人員的技術能力，鼓勵大眾加深對科學的了解。

該實驗室的研究領域主要包括：材料物理和化學特性、環境和能源研究等。

該實驗室所設置的研究部門包括：

（1）能源科學和技術部。該部門通過從事基礎科學與應用科學研究開發和技術實施與應用項目，支持DOE關于確保國家具備充足清潔而且經濟的能源供應目標的實現，減少能源供應中斷可能會對美國造成的損害，推進替代能源和可再生能源技術，增加可供選擇的能源種類，維持美國在能源供應與使用方面的主導地位。

（2）儀器部。負責開發實驗室項目所需要的先進技術，研究方向包括：半導體、氣體和低溫探測儀器，微電子，數據采集設備，光學測量設備等。

（3）環境科學部。負責自然環境的研究工作，例如在加利福尼亞州北部以及世界很多地區設置“富集的游離CO2氣體生態學研究中心”，研究空氣中過量的CO2對于各種生態系統的影響。

（4）材料科學部。研究方向包括：各種超導氧化物的特性，超導體特性描述和制作，先進的永磁材料的特性，電池和燃料電池材料的合成，金屬鈍化和局部腐蝕的機理，水泥玻璃材料特性的研究和開發等。

研究中心

功能性納米材料中心：這里為研究人員提供加工和研究納米尺度材料最先進的能力。其工作重點是要做到基本了解這些材料處于納米尺度形態時如何反應。

RIKEN BNL研究中心：該中心是日本理化所建在布魯克海文國家實驗室的一個研究中心，研究的重點是相對論重離子對撞機物理計劃、硬量子色動力學/自旋物理、格點量子色動力學和相對論重離子物理。

計算科學中心：這里主要通過使用最先進的計算機為從事生物學、化學、物理、應用數學、醫學和納米科學的研究人員提供分析計算能力。這里擁有龐大的Linux群簇器和兩臺分別有12288個處理器的QCDOC計算機。

平移神經成像中心：科學家們在了解腦在細胞水平如何工作方面已經取得重大進展。但用這一知識理解人類行為和治療腦疾病，如進食障礙、注意缺損障礙等方面相對落后。這個中心的宗旨就是采用補充的腦成像工具網絡包括正電子斷層照相和核磁共振成像來解決這個差距。

放射化學研究中心：該中心采用脈沖輻解技術，通過使樣品產生高能電子脈沖，研究化學反應和其他現象。這些反應由各種時間分辨光譜學方法和其他探測技術進行跟蹤。該中心有新的皮秒激光-電子加速器裝置，一臺MeV靜電加速器和一臺鈷-60源。

分子科學光譜學中心：該中心由BNL化學系的化學物理組、紐約州立大學石溪分校和哥倫比亞大學有關成員組成，在高分辨率激光光譜技術方面集中了國際上公認的專門技術，與理論和計算方法有強交互作用。

環境廢物技術中心：其宗旨是通過采用現場技術、廢物成形、地球化學、材料技術、風險評估和排除污染以及退役領域里的創新性和實用的解決辦法，解決當今危險材料的管理問題。

國家核數據中心：該中心向美國和加拿大的用戶提供低能和中能核物理領域里信息服務。特別是能夠提供中子、帶電粒子和光核反映、核結構以及衰變數據方面的信息。

加速器物理中心：該中心是個跨部門單位，其任務是促進加速器物理的演技和教育。

研究裝置

相對論重離子對撞機：這是一臺最近完工的加速器，用來使交叉的重離子束流發生對撞，尋找一種稱為夸克-膠子等離子體的物質態。交變梯度同步加速器：這是一臺直徑為843英尺的粒子加速器，用來將質子和重離子加速到高能開展物理研究。輔助的裝置有200MeV直線加速器、交互梯度同步加速器增強器和國家宇航局空間輻射研究實驗室。

國家宇航局空間輻射研究實驗室(NSRL)：是世界上僅有的幾個能夠模擬空間發現的苛刻的宇宙和太陽輻射環境的設施之一。采用從美國最好的布魯克海文加速器引出的重離子束流開展放射性生物系學的研究。

國家同步輻射光源（NSLS）：這是一臺為產生可用于研究物質精細結構的同步輻射而專門設計的加速器。在這里，通過真空窗口能夠看見藍色的同步輻射光。

串聯靜電加速器：被用來使物質與離子撞擊，用于加工和試驗目的。它們還被用來給相對重離子對撞機提供重離子。

高場核磁共振裝置：用于人的醫學成像研究。它有一個能夠產生世界上用于人體研究最高場強的4個泰斯拉的整塊磁鐵的核磁共振儀器。

加速器測試設備：用來研究粒子加速和產生更亮用于應用研究的X射線束流。

正電子斷層照相（PET）設備：用來使腦成像，以便進行治療人吸毒成癮、衰老過程藥物的研發。

激光電子加速器裝置（LEAF）：這是BNL輻射化學研究中心的一臺皮秒激光-電子加速器裝置。

回旋加速器：由化學系運行，60英寸的回旋加速器和40英寸“醫用回旋加速器”用來生產用于正電子斷層照相裝置和核磁共振裝置研究的放射性試劑。

透射電子顯微鏡：由能源科學和技術系運行，用于材料表征的獨特探針。

掃描透射電子顯微鏡：由生物系運行。這是一定制的為使帶有最小輻射損傷無污垢的生物分子進行優化的電子顯微鏡。

研究重點

上癮研究

1987年，布魯克海文國家實驗室成為采用正電子斷層照相和其他醫學成像技術，研究毒品上癮腦機制的第一個研究機構。布魯克海文的科學家們正在研究對尼古丁、可卡因、大麻、甲基苯丙胺、酒精和溶劑上癮的機制。通過觀看腦化學的變化，了解毒品如何引起這些變化，從而提出預防措施和幫助設計新的抗上癮藥物。

納米科學

納米科學是研究超小尺度——納米尺度，即10-9米下的物質。

納米尺度科學、工程和技術是一個新興的交叉學科領域，涉及材料科學家、化學家、物理學家、生物學家和其他研究人員。他們的目標是以原子和分子為單位設計和組裝需要特性和功能的新材料。

生命科學

布魯克海文國家實驗室在生命科學方面所進行的研究具有很長和光榮的歷史，為DNA和蛋白質、改變它們的細胞機制、開發研究人類疾病的成像技術的基礎研究和基于從這些研究得到的知識的生物醫學應用方面作出貢獻。

DNA的損傷和修補：布魯克海文的生物學家們研究細胞對受損DNA的反應、生物化學和修補細菌、植物和動物中DNA機制的遺傳學。已經開發出精確測量DNA損傷和修補的高靈敏技術。

排序技術：布魯克海文基因組排序小組已經開發出排列人類染色體困難區域先后順序的技術。利用這樣的技術，科學家們已經成功地填補了染色體19排序中的空白。

空間生物醫學研究：布魯克海文的科學家們正在不斷改進探測和量化空間輻射生物效應的方法。該工作將幫助評估宇航員在執行長期空間任務時所面臨的輻射風險，并幫助改進放射療法殺死癌細胞的潛力。在布魯克海文的國家宇航局輻射實驗室是世界上能夠模擬進行這一研究需要苛刻的宇宙和太陽輻射空間環境的幾個少數地點之一。

布魯克海文實驗室的國土安全研究項目：BNL國土安全研究項目的重點是開發保護美國國內外國家安全利益所面臨挑戰的先進的基于科學的解決方法。

布魯克海文的科學家們已經開發出包括保護裂變物質領域里許多反恐怖主義和非擴散技術；研制出探測核武器、臟彈、有毒化學物質、生物病原體和爆炸物的傳感器；設計了用于識別、表征和管理各種環境中的風險的工具和方法。布魯克海文最近被指定為美國國土安全部官方有貢獻的實驗室，并期望在未來幾年內極大地擴大其國土安全方面的工作。

高能和核物理：經過10年的預制研究和建造，相對論重離子對撞機（RHIC）于2000年投入運行。世界上許多科學家利用這一對撞機研究宇宙形成后頭幾分鐘是何情景。RHIC使兩個金離子束發生亞原子對撞，從這些對撞中，物理學家們獲得的知識可能會有助于我們了解小到亞原子粒子大到星體的物質世界為什么會按其運動的方式運動。

醫學突破

锝-99m的開發：20世紀50年代，BNL的科學家Walter Tucker和Powell Richards開發出放射性示蹤元素锝-99m。1966年起，由于锝-99m幾乎可用于體內任何器官的造影，世界對該示蹤元素的需求大增，美國每年在1300萬核醫療過程中使用它。

帕金森病的研究：20世紀60年代，BNL的科學家George Cotzias開始研究用左旋-多巴治療帕金森病。在尚無良藥的情況下，左旋-多巴幫助許多患者在生活上實現了自理。

心臟掃描：1990年，利用BNL的國家同步光源，首次將人類心臟顯影，采用的技術稱為經靜脈血管造影技術。美國有500萬人患心臟病，開發這一方法對他們的動脈造影，其危險性比采用通常技術低。

鹽與高血壓：1952年，BNL的科學家Lewis Dahl開始從事具有開創性的鹽與高血壓有關的研究。在25年實驗的過程中，他發現鹽的攝入量高對青年人危險性較大。他的研究表明：人的遺傳背景使鹽在很大程度上引起高血壓。

率先研制出診斷工具：BNL從事的核物理研究導致開發出醫用放射性同位素。在早期開發锝-99m的基礎上，Suresh Srivastava和他的同事們1988年研制了一種易于使用的工具盒，將锝-99m附在紅細胞上，醫生通過心臟和其他器官可看到血液的流動。到20世紀中葉，該工具盒在世界上得到廣泛應用。

心臟健康檢查：世界上成千上萬的病人都接受過心臟負荷實驗，但只有少數人知道這些實驗使用的是鉈-201。鉈-201是在BNL60英寸的回旋加速器上開發出來的。鉈-201多數集中在心臟肌肉內，醫生用同位素照相機可以測量它的分布。將放射性同位素注入心臟病病危者的血流中，可對心臟受損情況進行安全有效的診斷。鉈-201可用來診斷早期心臟病。

緩解癌癥疼痛:BNL的研究人員利用高通量束流反應堆開發出一種放射性化合物，稱為錫-117m DPTA。20世紀90年代中期，在最初臨床實驗中，使用這一放射性同位素的癌癥患者中80%疼痛有所緩解，20%的患者疼痛幾乎消失。

正電子斷層掃描儀:1961年，BNL的化學家們開始研究如何通過分析注入到血流和被腫瘤吸收的放射性物質的衰變來探測小型腦腫瘤。20世紀70年代，BNL的研究人員發現了將探測器數據重建成腦影象的方法，該工作是邁向現代正電子斷層掃描儀的重要的一步。

核磁共振成像技術：BNL開發了被稱為正電子斷層照相也稱“PET”的強有力的醫學成像技術，醫生可利用此項技術觀測人體內器官的活動情況，以便治療病人和開展醫學研究。BNL開發的放射性示蹤元素，一種稱為葡萄糖的18FDG幾乎用于每個PET中心對癌癥的診斷。作為成像和神經科學中心的一部分，BNL研制的核磁共振成像裝置為研究人的心臟及人腦補充了其他兩種成像方法。

測量腦功能：PET的探測器可對人體特定部位進行測量，如測量腦部有多少釋放出稱為正電子粒子的放射性示蹤元素。1983年，PET的開拓者Alfred Wolf做了一項實驗，將自己的頭放入BNL一臺PET機器的圓形陣列里，研究腦是如何發送和接收書面和口頭表達思想的。

毒癮研究：研究吸毒對人腦的影響。20世紀90年代初，BNL的科學家率先報道了吸食可卡因和海洛因及嗜酒精成癮的人抑制了其腦多巴胺系統的活動。這一發現也適用于吸食甲苯丙胺成癮和受肥胖困擾的人。BNL的研究為治療吸毒提出了新的方法。

生物研究

花的提示：從1958年開始，BNL的研究人員利用紫露草屬花的花瓣隨像化學物品或輻射等不同的誘變劑而改變顏色的特性，率先使用紫露草屬花作為研究細胞變種的工具之一。

基因突破：1992年，BNL的生物學家們首創了一種解密DNA結構的新方法，從而破譯了引起淋巴腺疾病的細菌的染色體組，有助于尋找新的疫苗。

氚胸腺嘧啶核甙：1956年BNL的科研人員發現了一種研究DNA新方法，將放射性同位素氚附在DNA組成部分之一的胸嘧啶核甙上，用于研究DNA雙螺旋（左旋）載體染色單體。

1957年BNL的生物學家們利用氚胸腺嘧啶核甙產生植物根部合成的DNA圖象，檢驗了Watson-Crick分子結構模型。另人驚訝的結果提供了DNA在單個染色體水平上復制的Watson-Crick模型的第一個證據，該實驗還首次從微觀上對“姊妹染色單體”進行了識別。在研究細胞在體內移動和生長過程中，證明氚胸腺嘧啶核甙也是有用的。經過用老鼠做的初步實驗后，1957年開展了首次人類臨床研究。

紫外光與癌癥：1979年，BNL的生物學家將人體皮膚細胞置于幾個小劑量的紫外光下照射，模擬接受多次小劑量陽光照射的人體發生何種變化。首次將被紫外光照射后的人體細胞變化到惡性階段前顯示出來。BNL的生物學家Richard Setlow在后來的實驗中，使用劍尾魚屬逆代雜交魚來顯示惡性黑素瘤可由紫外光-A和紫外光-B誘發。而以前，只認為紫外光-B的照射可引發這類皮膚癌。

病毒機理：將來可能有一天，每個物種的DNA序列均有案可查。但在1982年，情況遠非如此。BNL的科學家們完成了病毒T7的DNA序列確定，當時已知它的DNA序列最長。此工作證明了這一點，一共數出和認出它的39，936個基對。遺傳圖與病毒T7的蛋白質產生相關聯，蛋白質的產生使人們能詳細地了解這些病毒是如何控制自身復制的。

研究成果

經歷了70余年的發展，BNL擁有3臺開展研究用的反應堆、回旋加速器、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，并數次獲得諾貝爾獎，成為著名的大型綜合性科學研究基地。

石墨研究反應堆BGRR

BGRR（Brookhaven Graphite Research Reactor）是BNL的第一臺大反應堆，也是二次大戰后美國在和平時期建造的第一臺反應堆，1947年開始建設，1950年8月投入運行。BGRR由重700噸25英尺的石墨立方體構成，鈾作為燃料，功率為20兆瓦，最大中子流量約為2×1013/厘米2/秒。其主要任務是為科學實驗提供中子，改進反應堆技術。1955年，BGRR的中子通量已明顯不足以支持所提出的實驗。1958年BNL設計了新型的反應堆，即高通量束流反應堆（HFBR），獲得原子能委員會的批準。BGRR提供了18年（1950年-1968年）的服務后永久停機，于20世紀末徹底退役。

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。

醫學研究反應堆BMRR

BMRR（Brookhaven Medical Research Reactor）是美國首次專為醫學研究建造的反應堆，1959年3月15日開始運行，直到2000年12月。它產生的最大中子通量為2×1012/厘米2/秒。

質子同步加速器COSMOTRON

BNL于1948年開始建造第一臺質子同步加速器，取名COSMOTRON，系世界上首臺將粒子加速到10億電子伏特級（GeV）的加速器（與簇射到地球外部大氣層的宇宙線能量相同）。COSMOTRON1953年建造成功，能量達到設計指標（3.3GeV），是當時世界上能量最高的加速器，也是首臺為在加速器之外提供實驗粒子束流的同步加速器。早期為實驗引出的束流流強為100億個質子/脈沖，到1966年時流強提高了近100倍。COSMOTRON是首臺產生所有已知宇宙中存在的正負介子的加速器，使發現K0L介子和第一個矢量介子成為可能。同時它還是首臺產生不穩定重粒子的加速器，在實驗中證實了相關奇異粒子產生的理論。因COSMOTRON在設計時存在固有的局限性而使其能量受到限制，運行14年后于1966年關閉，1969年拆除。

交變梯度同步加速器AGS

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33GeV，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。

超導加速器ISABELLE

1975年第一塊1：1的超導磁鐵研制成功，其磁場強度超過了預計設計值。1977年利用此技術開始建造一臺新的加速器ISABELLE，但1981年在制造超導磁鐵中遇到一些難以克服的技術問題而于1983年停建。科學家們繼續研究制定新的更先進的加速設計方案。

相對論重離子對撞機RHIC

1984年提出了建造相對論重離子對撞機RHIC（Relativistic Heavy Ion Collider）的方案，使交叉的重離子束流發生對撞，尋找一種稱為夸克-膠子等離子體的物質態。RHIC充分利用BNL原有的設備，將AGS作為注入器并利用原ISABELLE隧道。經過10年的預制研究和建造，RHIC于2000年投入運行，是世界上唯一的重離子對撞機，它可以加速從質子（250GeV）直到金離子（100GeV/核子）的各種離子并使之對撞。重離子從串列靜電加速器（Tendem）出發，經過傳輸線HITL送到直線加速器注入增強器，再送到交變梯度同步加速器AGS加速，最后通過束流傳輸線ATR注入RHIC。在RHIC中，相互對撞的是同一種重離子，分別在兩個獨立的超導儲存環中積累、加速、儲存，并在六個對撞點交叉對撞。科學家利用RHIC研究宇宙大爆炸后早期現象，研究重離子對撞產生夸克-膠子等離子體等復雜過程。

同步輻射光源NSLS

1978年9月28日，美國能源部撥款在BNL建造專用于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（0.8GeV），建于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（2.5GeV），建于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回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。

同步輻射光源NSLS-II

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，研制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，其波蕩器采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分辨率探測器，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，主要用于NSLS-II的研究。朱棣文強調：對于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

深紫外自由電子激光DUV-FEL（Deep Ultra-violet Free Electron Laser）也是研究平臺型裝置，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，之后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。由于這種光極為穩定，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。

輝煌成就

作為一個實力強大的大型綜合性研究機構，BNL取得了輝煌的科學成就。高能物理方面的成就有m中微子的發現、J/y粒子的發現、CP破壞、宇稱破缺和太陽中微子研究中的先驅性工作等。在多學科研究中有利用X射線和中子開展生物樣品研究這樣導致結構生物學的開創性工作，用于醫學的L-多巴、和鉈-201、锝-99m放射性核素的發明、以及X射線心血管造影術的發展。高技術方面有磁懸浮列車技術的發展。加速器技術方面有對于現代粒子加速器利用有決定意義的強聚焦原理的發明。共有7項諾貝爾獎與BNL相關：

李政道和楊振寧1956年在BNL工作期間，成功地解釋了在BNL的COSMOTRON加速器上所做粒子衰變實驗的結果，發現弱相互作用中宇稱不守恒，榮獲1957年諾貝爾物理獎。

丁肇中1974年利用BNL的AGS加速器開展物理實驗，與在SLAC國家加速器實驗室開展實驗的Burton Richter同時發現粲夸克，獲1976年諾貝爾物理獎。

James Cronin 和Val Fitch 1963年開始在BNL的AGS上開展物理實驗，結果發現CP破缺，獲1980年諾貝爾物理獎。

Leon Lederman，Melvin Schwartz和Jack Staeinberger 1962年在BNL的AGS上開展物理實驗中發現μ子-中微子，獲1988年諾貝爾物理獎。

Raymond Davis Jr.因探測到太陽中微子，與日本的Masatoshi Koshiba和美國的Riccardo Giacconi一起獲2002年諾貝爾物理獎。

Roderic MacKinnon因闡明了離子通道的結構和機理，與發現并描述了細胞膜水通道蛋白質特性的Peter Agre分享了2003年諾貝爾化學獎。他們的研究中，基于同步輻射的蛋白質結構測定發揮了很關鍵的作用，部分研究在NSLS上完成。

Venkatraman Ramakrishnan和Thomas A. Steitz因在核糖體結構和功能研究的巨大貢獻，獲得2009年諾貝爾化學獎。

科研基地

BNL形成的這種大科學裝置群的強大支撐能力和多學科交叉的環境，使其在發展新型、邊緣科學和突破重大新技術方面具有強大的能力。2000年美國決定大力發展納米科學技術時，能源部迅即在幾個大科學裝置基地建立了5個各具特色的納米中心，其中能為研究人員提供加工和研究納米尺度材料最先進能力的BNL成為5個納米研究中心之一，這正是充分利用BNL這種強大能力的有力證明。

除了納米研究中心，BNL還建有多個研究中心，包括：計算科學中心（用最先進的計算機為從事生物學、化學、物理、應用數學、醫學和納米科學的研究人員提供分析計算能力）、平移神經成像中心（正電子斷層照相和核磁共振成像等腦成像工具網絡）、放射化學研究中心（擁有皮秒激光-電子加速器裝置LEAF，MeV靜電加速器和鈷-60源）、分子科學光譜學中心（高分辨率激光光譜研究）、環境廢物技術中心（解決危險材料的管理）、國家核數據中心（提供中子、帶電粒子和光核反應、核結構及衰變數據的信息）、加速器物理中心（加速器物理研究）、RIKEN BNL研究中心（日本理化所建）等。BNL已經成為國際著名的大型綜合性科學研究基地。