北京正负电子对撞机概况

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【完整版】正负电子对撞

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绪论1.1 北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)北京正负电子对撞机[1](Beijing Electron-Positron Collider,简称BEPC)由束流能量为1.3 GeV的对撞加速器、束流输运线、束流能量为1-2.8 GeV的储存环、安装在南对撞区的探测器——北京谱仪(Beijing Spectrometer,简称BES)和北京同步辐射装置(Beijing Synchrotron Radiation Facility,简称BSRF)组成,如图1.1所示。

图1.1 北京正负电子对撞机BEPCII是北京正负电子对撞机(BEPC)的二期改造工程[2],它将在现有储存环的基础上再增加一个新的储存环,从而成为一个“工厂”型的正负电子对撞机。

BEPCII建成后,它将能够提供质心能量从1.0 GeV ⨯ 2 到 2.1 GeV ⨯ 2的对撞束流供高能物理实验之用,同时也能提供2.5 GeV 的同步辐射专用束流。

对于对撞模式,其亮度(Luminosity) 优化在1.89 GeV ,相应的亮度为1⨯1033 cm-2s-1,是目前BEPC亮度的100倍。

对于同步辐射专用的模式,它的设计流强为250 mA,发射度为120 nm⋅rad,与目前的同步辐射专用模式(3.2 GeV,最大流强110~130 mA,发射度80 nm⋅rad)相比,它的亮度(Brightness)与BEPC的相当,而硬度比BEPC的高。

采用双环方案改造后的北京正负电子对撞机的亮度是美国康奈尔大学对撞机设计亮度[4][5]的3至7倍,将在世界同类型装置中继续保持领先地位。

预计BEPCII的科学寿命为12年以上。

中国科学院高能物理研究所和北京正负电子对撞机国家实验室将成为国际知名的高能物理实验基地。

1.2 储存环真空室结构设计1.2.1 真空室结构设计思想真空室结构设计,顾名思义就是真空室几何形状的确定。

它是真空室设计的一个重要方面。

中国四大加速器

中国四大加速器

BEPC自1990年建成运行以来,迅速成为在20亿到50亿电 子伏特能量区域居世界领先地位的对撞机,优异性能为 我国开展高能物理实验创造了条件,取得了一批在国际 高能物理界有影响的重要研究成果。如:τ轻子质量的精 确测量、发现“质子-反质子”质量阈值处新共振态、发 现X新粒子等;同时,BEPC“一机两用”,成为我国众 多学科的同步辐射大型公共实验平台,取得了包括大批 重要蛋白质结构测定在内的重要结果。
谱的研究方面有更深入的了解或有所突破,为检验和发展强 作用的QCD理论作出重要贡献 (2)核探测技术和快电子学 完成BESIII的研制和调试,研究其未来改进方案;研制大亚 湾实验的探测器与读出电子学,研究未来发展的关键技术。 研发满足高能物理数据处理需要的跨平台SAN高速网络计算 环境,对关键技术进行可行性测试。
北京正负电子对撞机由电子注入器、储存环、探测器、 核同步辐射区、计算中心等5个部分组成。正、负电子在 其中的高真空管道内被加速到接近光速,并在指定的地 点发生对撞,通过北京谱仪记录对撞产生的粒子特征。
科学家通过对这些数据的处理和分析,进一步认识粒子 的性质,从而揭示微观世界的奥秘。
2、研究目标 (1)基于BEPC的科学研究 开展国际前沿的t-粲物理研究,全面更新权威的《粒子物理 手册》中的有关数据,期望在胶球和混杂态寻找以及轻强子
具有极短寿命的滴线核束,同质异能态核束以及高离化 态重离子束)、束流品质高、准连续运行、能量可调等优 点,并可用作高灵敏、高分辨谱仪。
HIRFL-CSR建成后,与德国GSI、法国GANIL和日本 RIKEN等同属世界级的先进装置。这个大科学工程建成 后,将为中国核物理、强子物理、原子物理和高能量密 度物理的基础研究和重离子辐照材料、生物(重离子治癌) 及空间辐射等应用研究提供先进的实验条件。

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考北京正负电子对撞机(BEPC)工程是中国科学界的一个重要工程项目,经过多年的建设与发展,成为世界上重要的粒子加速器设施之一。

该项目不仅在基础科学研究方面取得了重要进展,还对中国科学技术的发展产生了深远的影响。

本文将从回顾与思考的角度,对BEPC工程进行简要介绍,对其在科学研究与技术发展方面的影响进行分析,并对未来的发展方向进行探讨。

回顾BEPC工程始于上世纪70年代,开始于上世纪80年代,在20世纪末进入运行阶段。

在历经多年的建设与改进之后,BEPC已经成为中国科学界的一个重要平台,为国内外科学家进行基础物理研究提供了重要的实验条件和技术支持。

该工程包括两个相互耦合的环形对撞机和实验室设施,能够产生高能量、高强度的正负电子束流,满足多种物理实验的需要。

BEPC工程的重要性主要体现在以下几个方面:1. 提供了国内一流的粒子加速器设施,满足了国内外众多科学家进行基础物理研究的需求。

BEPC的建设与发展,使得中国在高能物理领域的地位进一步提升,对中国科学界起到了重要的推动作用。

2. 为我国科技与经济发展注入了新的动力。

BEPC工程的建设和运行,促进了我国在粒子加速器、超导技术等领域的研究与发展,为我国相关产业的发展提供了重要的支持。

3. 开展了一系列重大科学实验,取得了一系列重大科学成果。

通过对基本粒子的研究,揭示了物质的微观结构和性质,对物理学、天体物理学等领域的发展产生了深远的影响。

思考从过去几十年的发展历程来看,BEPC工程在科学研究和技术发展方面取得了重要的成就。

值得注意的是,随着科学技术的不断进步,BEPC工程也面临着一些新的挑战和问题。

我们需要对BEPC工程的未来发展进行深入的思考和探讨。

未来,BEPC工程需要在以下几个方面进行深入思考和探索:1. 加强基础科学研究。

随着科学技术的不断进步,对基本粒子和宇宙的研究需要更高的能量和更高的粒子束流强度。

BEPC工程需要继续加强基础科学研究,提高设施的能力和性能,满足更高水平的科学研究需求。

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考北京正负电子对撞机工程(BEPC)是由中国科学院主导、多个单位合作建设的一项重大科学工程,于1984年开始研制,1991年正式运行。

该工程拥有两条环形加速器,分别为BEPC-I和BEPC-II,其中BEPC-I主要用于产生低能量的正负电子对撞,BEPC-II则能够产生高能量的对撞,具有探测物理、生命科学等领域的广泛应用。

BEPC工程的建设对中国的科学技术发展做出了重要的贡献。

过去几十年,中科院和国内外的科研团队在BEPC工程上进行了大量的实验和研究,推动了粒子物理、核物理、天体物理等领域的发展。

BEPC工程也为中国培养了一批杰出的科学家和工程师,为我国在科学技术领域的崛起提供了坚实的基础。

然而,任何一项科技工程都不可能完全避免挑战与困难。

BEPC工程在建设和运行过程中也遇到了一系列的问题。

首先,BEPC工程的建设周期较长,困难重重,不免造成了巨大的人力、物力和财力浪费。

其次,在BEPC工程运行中,也面临着诸多技术和经济难题。

例如,BEPC-I的能量和亮度无法满足实验需要,BEPC-II的开发和使用成本较高等等。

这些问题都需要科研团队和管理层的不断迭代和攻克。

最后,BEPC工程建设和运行过程中也存在着技术和管理等方面的经验不足,如安全预防措施不完善、信息技术的落后以及国际标准匹配等问题。

回顾BEPC工程的历程,我们需要深刻反思其中所遭遇的挑战与困难,并从中吸取经验教训。

首先,从技术上看,科学家和工程师需要在对数学、物理、化学、材料等相关领域的研究与开发中不断进行迭代和融合,以便更好地解决实际问题。

其次,科技工程的建设不能仅仅局限于某个具体的任务和目标,应根据市场需求和国际标准制定发展规划,并注重与国际社会的合作和交流。

最后,还需要科学家和管理者具有开放性和智慧,善于发掘和利用资源,也需要国家政策的支持,以推动科学技术的创新和发展。

在未来的科技创新中,我们需要更好地学习和借鉴BEPC工程的经验教训,不断探索和创新,同时加强科技创新的国际合作、标准制定和人才培养,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

正负电子对撞机

正负电子对撞机

正负电子对撞机绪言P2图0-6北京正负电子对撞机补充介绍科学家在北京正负电子对撞机上发现新粒子据新华社北京2003年7月30日电,中美科学家日前在北京正负电子对撞机上首次发现一个新粒子,分析研究已明确排除用任何已知粒子来解释这个粒子的可能性。

中国科学院高能物理研究所一位负责人介绍,最近在一项夸克物理研究项目中,中美科学家合作分析研究从北京正负电子对撞机和北京谱仪上得到的5800万个J粒子事例的数据时,发现了这个新的短寿命粒子。

这个结果已在国际著名杂志《物理评论快报》上发表,并引起了国际高能物理界的高度重视。

J粒子发现于1974年,对它的衰变研究是寻找新粒子的理想场所。

这个新粒子就是在分析J 粒子衰变到质子反质子过程中找到的,它的整个过程是:J粒子衰变到光子和这个新粒子,这个新粒子再衰变到质子和反质子对。

它的质量小于质子和反质子的质量之和。

中科院高能所负责人说,各种分析研究已经确认这是一个新的粒子,而且可能是几十年前由科学家费米和杨振宁预言的多夸克态粒子。

夸克是一种组成质子的更小的粒子,一般的粒子由两三个夸克组成,而这个粒子可能由更多的夸克组成。

这一新粒子和国际上其他实验新发现的多夸克态粒子一起,表明目前粒子物理的强相互作用理论还不能解释所有有关的实验事实。

这些新粒子的发现已成为当前粒子物理研究的一个新热点,对粒子物理理论的发展具有重要意义。

目前,中外物理学家正对这个新粒子的性质和衰变特性从理论和实验上做更深入的研究和讨论。

我国计划改造北京正负电子对撞机曾经叱咤风云的我国大科学标志性工程———北京正负电子对撞机将“再上一层楼”。

经有关部门批准,我国计划通过实施重大改造工程,在未来5年内投入6.4亿元资金,大幅度提高北京正负电子对撞机的性能,为进一步探索微观世界的奥秘创造条件,从而继续保持我国在国际高能物理研究领域的一席之地。

亮度是对撞机最主要的性能之一,亮度越高,对撞机的工作将越有效。

“在今后5年或更长的一段时间里,北京正负电子对撞机的亮度将提高2个数量级,也就是说,今后一天的工作相当于过去100天的工作。

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

图1. 柳怀祖
分困难的情况下,仍给予了很大支持。

由于物质的微观世界研究是全人类共同的探索目标,其研究设备巨大及超时代的先进技术,所需费用巨大,所以,高能物理研究自然就是一个国际合作的领域,我国高能物理的研究也必然在国际科技合作中开展。

众所周知,粒子加速器是从事高能物理研究的核心设备,是当时科学技术最先进的设备,成为了一个国家或地区科研水平的标志。

但由于加速器的建造耗资巨大,所以,各国对这方面研究项目都容易有上下的反复。

我国高能加速器的建设,就曾经历所谓“七下八上”的曲折过程
1. “文革”前曲折的“六上六下”
1956年我国制定《1956—1967年科学技术发展远景规划》
一个能量为2GeV电子同步加速器的想法,。

北京正负电子对撞机

北京正负电子对撞机

北京正负电子对撞机北京正负电子对撞机:揭开宇宙奥秘的大型科学装置引言:北京正负电子对撞机(Beijing Electron-Positron Collider,简称BEPC)是中国科学院高能物理研究所(IHEP)于1984年建设的一座大型科学装置。

作为我国高能物理研究的重要平台,BEPC在研究基本粒子和宇宙奥秘的过程中发挥着重要作用。

本文将介绍BEPC的基本原理和科学意义,并探讨其在国际合作和未来发展中的地位。

一、基本原理BEPC由正负电子对撞机和两个相互垂直的环形加速器组成。

其中,正负电子对撞机采用脉冲线能量储存环的设计,电子从加速器进入储存环后,不断在环内加速,并在两个同心圆环中进行对撞实验。

这样的设计使得BEPC能够在较低能量下进行实验,从而降低对装置要求和成本。

二、科学意义1. 探索基本粒子的性质BEPC是对基本粒子性质进行研究的重要工具。

在BEPC中,电子与正电子(反电子)在对撞时会相互湮灭,产生出相应的粒子和反粒子。

通过观测和分析产生的粒子特性,研究人员能够更加深入地了解基本粒子的性质。

例如,通过BEPC的实验,科学家们发现了J/Ψ介子和τ轻子,这些发现对于粒子物理学的发展起到了重要作用。

2. 研究强相互作用和弱相互作用除了探索基本粒子的性质,BEPC还可用于研究粒子之间的相互作用。

例如,可以通过对撞实验研究强相互作用和弱相互作用的发生机制和性质。

这有助于人们更好地理解宇宙中的各种现象和物质组成,并推动相关领域的研究。

3. 探究宇宙奥秘BEPC可以帮助研究人员更好地探究宇宙的奥秘。

通过对撞实验,BEPC能够再现宇宙大爆炸时的高能环境,并模拟宇宙形成和演化的过程。

这将帮助人们更好地理解宇宙起源和演化的机制,探索宇宙中黑暗物质等未知物质的性质,并解答一些关于宇宙结构和演化的重要问题。

三、国际合作与未来发展BEPC作为我国高能物理研究的重要平台,已经与国际上的许多高能物理研究机构建立了广泛的合作关系。

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考北京正负电子对撞机工程是我国在高能物理领域的一项重大科技工程,也是中国科学家在高能物理领域取得的重大突破之一。

该工程自1998年开始筹备,于2008年正式投入运行,为中国高能物理领域注入了新的活力和动力。

回顾这项工程的历程,首先要提到的就是它对我国高能物理研究的推动作用。

北京正负电子对撞机工程是我国高能物理事业的重要里程碑,它的建设不仅极大地增强了我国在高能物理领域的实力和影响力,还为我国研究者提供了一个观察宇宙、探究基本粒子性质的重要平台。

在这个平台上,研究者们通过精密的实验,深入地研究宇宙中的基本粒子行为,推动了我国在高能物理领域的发展。

在工程的建设过程中,研究者们面临了种种技术难关,一步步攻克了一个个难题。

其中最具有代表性、最具挑战性的难题之一就是强磁场的抑制。

为了抑制强磁场对探测器的干扰,研究者们经过长期的研究和尝试,终于提出了一种名为“铁氧体”的新型材料,在实验中获得了良好的效果。

这一技术的成功应用,不仅保障了实验的顺利进行,也为我国在磁学领域的发展树立了榜样。

此外,在工程的建设中,研究者们还面临着预算和时间等方面的压力。

然而,他们不屈不挠、勇往直前,最终创造了一个又一个奇迹。

以“001”实验为例,研究团队们不断地推进,从最初的计划方案、设计、制造、组装到最后的实验运行需要不断的迭代、优化,经过长期的努力,终于实现了从设计到运行的全新里程碑。

总的来说,北京正负电子对撞机工程的成功,归功于我国高能物理事业长期以来的不懈探索和投入,反映了我国高等教育和科研体系的成熟和进步。

与此同时,它也表明了高能物理研究所面临的挑战与机遇,不仅传递着科学信仰和学术精神,更为未来的科学研究指明了方向和奋斗目标。

因此,北京正负电子对撞机工程的成功不仅是我国高能物理事业的里程碑,更是我国科技创新的典范。

我们应当从中汲取精神力量和开拓意识,继续推进科技领域的发展,为实现强国梦贡献力量。

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考
北京正负电子对撞机(BEPC)工程是中华人民共和国自主研发的一种重要高能物理研究
设备,它于1984年动工建设,1988年完成投产,先后进行了两次升级改造,分别于1997
年和2005年完成。

历经三十多年,BEPC为中国高能物理领域做出了重大贡献。

BEPC是一种环形加速器,分为正负两个环,正环以正电子为粒子进行加速,负环以负电子为粒子进行加速,两个环之间通过双向转换器进行相连。

BEPC的设计能量为 2.2GeV,现已经升级到2.5GeV。

BEPC工程在国内高能物理领域起到了重要的推动作用,为国内物理学家提供了一个优秀的实验平台。

其主要研究内容包括粒子物理、核物理、探测器研究等。

BEPC的建设不仅加速了我国高能物理研究的进程,而且为我国物理学家提供了一个参与国际高能物理研究
的机会,极大地提升了我国在该领域的地位。

此外,随着国内高能物理领域的不断发展,我们也需要加强对BEPC工程的技术支持
和维护保养,提高其运行效率和稳定性,实现其长期可持续运行。

同时还应加强科技创新,推动研发更加先进的高能物理实验设备,使我国在该领域的研究水平和实验条件能够与国
际领先水平持平甚至超越。

综上所述,BEPC工程在我国高能物理研究领域所发挥的作用是巨大的,其历史功绩将长久铭刻在中华民族的发展史上。

回顾BEPC工程的历程,我们应该更加深层次地认识到
高能物理研究对于国家科技发展的重要性,并就未来的发展方向做出更多的探讨和规划,
以实现我国高能物理领域的科学繁荣与技术创新。

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考北京正负电子对撞机工程(BEPC)是我国第一座环形电子-正电子对撞机,为我国在高能物理领域的发展做出了重大贡献。

回顾BEPC工程历程,不仅能看到我国高能物理事业发展的蓬勃景象,更能发现人们在科技发展中所持有的进取心、勇气和创业精神。

BEPC工程的成功,启示我们在高科技领域不断创新,建设世界一流的科技强国。

BEPC工程的创立起源于20世纪60年代。

当时,我国高能物理事业刚刚起步,对高能物理实验所需的设备和环境缺乏支持。

为了解决高能物理实验的重要问题,北京原子能研究院提出了BEPC工程方案。

该方案的实施,突破了我国物理学领域的瓶颈,使我国能够有力地开展高能物理实验研究。

BEPC工程的建设过程极为困难。

在铺设各种设施和组装设备的过程中,研究人员面临高难度的工程技术挑战,如真空封闭等高能物理独特的技术难题。

为了尽力克服这些困难,BEPC工程团队始终追求卓越,并最终取得了令人瞩目的成果。

BEPC工程中一些杰出的技术亮点和成果包括:第一,BEPC工程实现了高质量的电子-正电子对撞体。

人们在设计过程中采用了全球领先的正电子生成方法。

同时,工程团队采用了理论模型,将电子束输运中的磁场效应考虑在内。

这一理论模型的成功,使得电子通量得到极大提高,确保高质量的电子束在对撞体中排列,最终节约了研究的时间和成本。

第二,BEPC工程取得了环形电子-正电子对撞机生产的新突破。

高品质的电子束自由度的提高和对撞体紧凑化的成功使BEPC工程成为全球同类项目中取得里程碑性突破的典范。

BEPC工程的成功开启了我国在高能物理实验领域的先河。

第三,BEPC工程构建出一系列重要的物理实验仪器。

借助这些仪器,我们拥有了一系列极具挑战性的物理实验,如粲核物理实验等,得以成功开展。

最终,BEPC工程建成并成功投用。

相应的研究成果,不仅为我国高能物理实验领域的实验研究做出了重要贡献,更进行了许多重要的研究工作,如搜索标准模型之外的物理现象等。

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考北京正负电子对撞机(BEPC)是中国科学院物理研究所于1984年投资建设的一座同步加速器,是我国第一座大型同步加速器。

经过多年的运行和改进,BEPC为我国的高能物理研究做出了巨大贡献,并为未来的粒子物理研究奠定了坚实的基础。

本文将对BEPC的回顾和思考进行概述。

在运行过程中,BEPC积累了大量的实验数据,对物理学的理论研究提供了重要支撑。

通过BEPC,科学家们发现了大量新颖的物理现象,如重子、介子和夸克的性质,这些发现为粒子物理学的研究开辟了新的方向。

BEPC还在研究超导技术、束流物理学等领域做出了重要贡献。

为了使电子和正电子能够以极高的速度同步加速并对撞,BEPC采用了超导技术保持加速器中的电流稳定,并通过研究束流物理学,科学家们进一步提高了对撞机的稳定性和精密度,为粒子物理学的研究提供了可靠的实验数据。

思考部分:尽管BEPC在物理学研究中取得了巨大的成功,但它也面临着一些挑战和问题。

BEPC的能量范围相对较小,限制了其对高能物理学研究的贡献。

随着科学研究的不断发展,对高能粒子的更深层次研究变得越来越重要。

我认为我们需要更先进和高能的加速器来替代BEPC,以满足粒子物理学领域的需求。

尽管BEPC在技术上取得了重要突破,但它在核心技术方面仍然相对滞后。

世界各国都在加大对加速器科学技术的研究与开发,为了保持在该领域的竞争力,我们需要进一步推动与改进BEPC的核心技术。

我认为我们还应该加强与国际合作,特别是与其他国家的大型加速器进行合作。

这样可以实现信息共享和资源互通,提高BEPC在全球科学研究中的地位。

结论:BEPC作为我国第一座大型同步加速器,对我国的粒子物理学研究做出了重要贡献。

通过BEPC,科学家们发现了大量新颖的物理现象,并为粒子物理学的研究开辟了新的方向。

BEPC仍然面临着一些挑战和问题,如能量范围有限、核心技术滞后等。

我们需要更先进和高能的加速器来替代BEPC,并加强与国际合作,以保持我国在粒子物理学研究领域的竞争力。

北京正负电子对撞机方案的初步提出与确立

北京正负电子对撞机方案的初步提出与确立

关 键词 北 京正 负电子 对撞机
基 李政道
八 七 工程 中关高能物 理合 作
潘诺 夫斯
中图分 类号 文 献标 识码
N 9 : 5202 0 2 0 7 .9 A 文章编 号 17 .4 1 2 1 )4 0 7 —6 6 3 14 ( 0 0 -4 2 1 1
18 98年 1 0月 1 6日, 北京 正负 电子对 撞机 首 次对 撞 成 功 。l 0月 2 0日的《 民 日报 》 人 第 1 载文称 : 版 北京 正负 电子 对撞 机工 程是 我 国继 原 子 弹 、 弹 爆 炸成 功 、 氢 人造 卫 星上 天 之 后 , 高科 技领域 又一 重大 突 破性 成 就 。】 0月 2 日,lJ平 等 党 和 国 家领 导 人 视察 在 1 4 X' L,
固定 靶质 子加 速 器 : 国剑 桥大 学 卢 瑟 福实 验 室 ( A ) 量 为 7 e 英 RL能 G V和 美 国 阿 贡 国
家实验室( N ) A L 能量为 1G V的弱聚焦加速器分别于 17 年和 17 2e 98 99年关闭 ; 本筑波 日
国家 高能 物理 研究 所 ( E 能 量 为 1G V、 国 布 鲁 克 海 文 国家 实 验 室 ( N ) 量 为 K K) 2e 美 BL能
北京正负电子对撞机工程 , 并发表了“ 中国必须在高科技领域 占有一席之地 ”2的重要 l 讲话。 20 年 , 0 4 北京正负电子对撞机工程被《 科技 1报》 3 评为新中国成立 5 周年 以来的“ 5 科 技 中国 5 5个新 第一 ” 之一 。3 论认 为北京 正 负 电子对 撞 机对 撞成 功 标 志着 中国粒 子 物 l评 理研究又迈上 了一个新台阶。 北京正负电子对撞机的方案最早是何时提出来 , 并经过 了怎么样的过程之后初步定案 的?另外 , 作为我国第一台大科学装置的北京正负电子对撞机工程的启动背景 , 与当时科技 政策的关系及中美高能物理合作在其中所起的作用等历史情况也有必要弄清。前人对北京 正负 电子对撞机工程 已有一些 回忆 或 简要 的描 述 _ , 在诸 多历史 细节 的探讨 上 尚显不 5但 J

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考

北京正负电子对撞机工程的回顾与思考北京正负电子对撞机工程(BEPC)建设于1980年代,是当时中国重大科技工程之一。

该工程以设计和建造一台能够产生大量高质量粒子对撞事件的储存环为主要目标,有效提高了我国重大科学基础研究能力,推动了我国高能物理学科的发展。

BEPC工程的建设历程是一段困难而又充满挑战的路程。

在当时的中国,科技水平的落后和资源的匮乏给工程带来困难,而工程的构想、方案设计以及关键技术的攻关也面临着许多问题。

但通过全力以赴的努力和各方合作,BEPC工程在1988年正式竣工,开始对撞实验。

随着对撞机成果的不断丰富,BEPC工程被誉为国际上同类设施中性价值之一。

尽管BEPC工程在当时获得了重大突破和成果,但作为当代科技工程的先驱之一,BEPC 工程也应该反思其存在的不足和局限性。

首先,对撞实验增强了我国科研能力和科学水平,但对于技术更新的要求也越来越高,而我国在前沿物理探测器等方面的相关技术仍然落后于其他国家和地区。

其次,BEPC工程过程中的某些问题也暴露了政治力量和学术权威之间的冲突,如在建设期间,产生了对专家学者竞争和对工程过程进行干预的现象,这些都不是科学进步应该得到的推手。

最后,BEPC工程使中国高能物理学科的水平提高,但也应该看到,目前我国高能物理学界在国际上仍然缺乏更多的话语权和创新能力。

我们需要更加注重在技术、人才、投入等方面的持续加强,才能适应世界科学领域的不断变化与发展。

回顾和思考BEPC工程,对我们更加深入地理解当代科技和科学的发展具有重要意义。

通过这个案例,我们应该认识到,科技工程的成功与否并不仅仅是取决于技术和资源的投入,还要考虑技术应用的前景、工程过程中的科学道德等伦理方面的问题。

只有在充分关注上述问题的基础上,我们才能够建造出更具有创新性和竞争力的科技工程,进而推动科学发展和人类进步。

1988年10月16日:北京正负电子对撞机成功对撞的那一刻

1988年10月16日:北京正负电子对撞机成功对撞的那一刻

1988年10月16日:北京正负电子对撞机成功对撞的那一刻作者:来源:《百科知识》2019年第11期1988年10月16日凌晨,中国科学院高能物理研究所的总控室灯火通明,科学家们屏息凝神,5时56分,我国第一座高能粒子加速器—北京正负电子对撞机开启了首次对撞实验,实验非常成功!当时,《人民日报》报道称,“这是我国继原子弹、氢弹爆炸成功、人造卫星上天之后,在高科技领域又一重大突破性成就”。

面对微观的粒子世界,科学家一直在寻找揭示其真相的手段,高能粒子加速器就是观察微观世界的“显微镜”,北京正负电子对撞机便是一种大型高能粒子加速器。

在著名科幻作家刘慈欣的小说《三体》中,曾经描绘过一个场景,三体人入侵地球,首先控制了地球上所有高能粒子加速器,结果导致地球科技发展陷入了停滞,人类文明深陷泥沼。

没有了高能粒子加速器,真会产生这么大的影响吗?小说中的场景有些极端,但也从侧面说明了高能物理学和粒子加速器的巨大影响力,这些大型的科学装置的确是当今物理学取得突破的关键一环。

我们熟悉的诺贝尔奖得主杨振宁、李政道都是粒子物理学领域的科学家。

2012年,欧洲科学家凭借世界上最大的粒子加速器发现“上帝粒子”—希格斯玻色子粒子,也引起了全世界的轰动,相关科学家则获得了2013年的诺贝尔物理学奖。

北京正负电子对撞机简称为BEPC,占地总面积达57500平方米,从天空俯瞰,它就像一个羽毛球拍,有一部分是圆形,有一部分是直的。

正、负电子在对撞机内部可以加速到接近光速,并在指定的地点发生对撞,科学家则会观测对撞产生的粒子特征,从而进行研究。

世界各国发展粒子物理实验研究主要依靠国际合作,但没有顶级的粒子加速器就无法在高能物理领域获得合作机会。

BEPC投入运行之后,中国科学家才终于有了更多话语权,有条件作为东道国组织各国科学家进行大规模的物理实验,也取得了很多科学成果。

BEPC自1990年运行以来取得了很多研究成果,后来经过改造升级更是取得了世界级的科研突破,如:τ轻子质量的精确测量;20亿~50亿电子伏特能区正负电子对撞强子反应截面(R值)的精确测量;发现“质子-反质子”质量阈值处新共振态,引起了国内外高能物理界的广泛关注。

漫 谈 对 撞 机

漫 谈 对 撞 机

EC .M . = 2 E
在高能加速器中,E 远大于E0,因此对撞机可以大大提高有效作用能量。让我们 再回到“地球加速器”的例子。 美国费米国立加速器实验室(FNAL)的Tevatron已经实现了0.9TeV 的质子和 0.9TeV 的反质子对撞,把质心系能量推进到1.8TeV ,离费米之梦的3TeV 已近 在咫尺。 而正在欧洲核子中心(CERN)建造的大型强子对撞机LHC将能把质子加速到 7GeV 并进行对撞,质心系能量达14GeV,对撞机的周长为27km,远小于“地球 加速器”的周长,预期在2007 年底建成。
近年来,两台采用双环、能量不对称、多束 团对撞的B 介子工厂,即美国的PEP-II 和日 本的KEKB,相继建成,亮度达到1×1034 cm-2s-1 以上,成为目前世界上亮度最高的 对撞机。
它们正在大量“生产”B 介子,深入进行B 系 统中的CP 破坏等方面的研究。右图4 是 破坏等方面的研究。 KEKB 隧道的照片。 正负电子环在隧道里左右放置,照片中央的 是能量为8GeV 的电子环,其右侧是3.5GeV 的正电子环。正负电子束在一个对撞点交叉 对撞。照片近处是新安装的Crab 高频腔,它 的作用是把夹角对撞变成对头碰撞。人们期 望这个装置可以把KEKB 的亮度再提高一倍以 上。
美国BNL 的相对论性重离子对撞机RHIC 于 1999 建成,是目前世界上唯一的一台重离 子对撞机,它可以加速从质子(250 GeV) 子对撞机, 直到金离子(100 GeV/核子)的各种离子并 使之对撞,右图 是RHIC 的鸟瞰。 重离子从串列静电加速器(Tendem)出 发,经过重离子传输线HITL 送到直线加速 器注入增强器,再送到交变梯度同步加速器 AGS 加速,最后通过AGS 到RHIC 的束流传 输线ATR 注入到RHIC。 在RHIC 中,相互对撞的是同一种重离子, 分别在两个独立的超导储存环中积累、加 速、储存,并在六个对撞点交叉对撞。 RHIC 旨在重现宇宙大爆炸后早期的现象, 研究重离子对撞产生夸克-胶子等离子体等 复杂的现象。

【市级联考】湖南省永州市2023-2023学年高二第一学期期末检测物理高频考点试题

【市级联考】湖南省永州市2023-2023学年高二第一学期期末检测物理高频考点试题

【市级联考】湖南省永州市2023-2023学年高二第一学期期末检测物理高频考点试题一、单选题 (共7题)第(1)题如图所示,在水平桌面上,固定激光器、双缝、光屏,双缝所在平面与光屏平行,一束激光打在双缝上,在光屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,若其他装置固定不动,光屏匀速远离双缝,在远离过程中,光屏与双缝所在平面始终保持平行,观察到( )A.条纹间距不变B.条纹间距随时间均匀增加C.条纹间距随时间均匀减小D.条纹间距先变大后变小第(2)题如图所示,abcd是由粗细均匀的绝缘线制成的正方形线框,其边长为L,O点是线框的中心,线框上均匀地分布着正电荷,现将线框左侧中点M处取下足够短的一小段,该小段带电量为q,然后将其沿OM连线向左移动的距离到N点处,线框其他部分的带电量与电荷分布保持不变,若此时在O点放一个带电量为Q的正点电荷,静电力常量为k,则该点电荷受到的电场力大小为( )A.B.C.D.第(3)题北京正负电子对撞机,是我国的一座重大科学装置。

正负电子对撞机是一种高能物理实验设备,它的作用是通过将正电子和负电子加速到接近光速,然后让它们碰撞,以探索宇宙的基本结构和性质。

动能大小均为的一对正负电子相向运动发生对撞并发生湮灭,产生一对光子。

已知正、负电子的静止质量均为m,光在真空中的传播速度为c,则所产生的一个光子的动量大小为( )A.B.C.D.第(4)题铀核裂变的产物是多样的,一种典型的铀核裂变生成钡和氪,同时放出3个X粒子,核反应方程是,其中铀核、中子、钡核和氪核的质量分别为m1、m2、m3和m4。

下列说法正确的是( )A.X是B.X的质量为C.铀核的结合能大于氪核的结合能D.铀核的比结合能大于氪核的比结合能第(5)题2023年12月15日我国在文昌航天发射场使用长征五号遥六运载火箭,成功将遥感四十一号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,该星是高轨光学遥感卫星.已知遥感四十一号卫星在距地面高度为h的轨道做圆周运动,地球的半径为R,自转周期为,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,忽略地球自转的影响,下列说法正确的是()A.遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/sB.遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度C.遥感四十一号卫星运行的周期为D.地球的密度为第(6)题如图所示,圆轨道上卫星1与椭圆轨道上相同质量的卫星2的周期相同,两卫星轨道相交于A点、B点,C点、D点连线过地心,D点为远地点。

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北京正负电子对撞机概况北京正负电子对撞机简称:BEPC北京正负电子对撞机是世界八大高能加速器中心之一。

北京正负电子对撞机(BEPC)是我国第一台高能加速器,是高能物理研究的重大科技基础设施。

由长202米的直线加速器、输运线、周长2 40米的圆型加速器(也称储存环)、高6米重500吨的北京谱仪和围绕储存环的同步辐射实验装置等几部分组成,外型象一只硕大的羽毛球拍。

正、负电子在其中的高真空管道内被加速到接近光速,并在指定的地点发生对撞,通过大型探测器--北京谱仪记录对撞产生的粒子特点。

科学家通过对这些数据的处理和分析,进一步认识粒子的性质,从而揭示微观世界的隐秘。

北京正负电子对撞机核心部分北京正负电子对撞机是1984年作为国家重点工程之一确定的中美科技合作项目,总投资为2.4亿元,由中科院高能物理所负责建筑。

工程建筑总面积达57500平方米,形似一个庞大的“羽毛球拍”,由电子注入器、储存环、探测器、核同步辐射区、运算中心等5个部分组成。

[编辑本段]建设工程早期工程1972年8月,张文裕等18位科技工作者给周恩来总理写信,反映对进展中国高能物理研究的意见和期望。

1972年9月11日,周恩来总理对关于建设中国高能加速器实验基地报告的复信中指示:“这件事不能再延迟了。

科学院必须把基础科学和理论研究抓起来,同时又要把理论研究与科学实验结合起来。

高能物理研究和高能加速器的预制研究、应该成为科学院要抓的要紧项目之一。

”1973年初,经国家批准,中国科学院高能物理研究所正式成立。

1975年3月,国家计委向国务院提出了《关于高能加速器预制研究和建筑咨询题的报告》(七五三工程)。

刚刚复出主持中央工作的小平同志同意了那个报告,并转送周总理批示。

1977年,邓小平同志在国家科委、国家计委《关于加快建设高能物理实验中心的请示报告》(八七工程)上批示:“拟同意”。

1981年1月,国家计委决定停止十三陵“高能物理实验中心”的筹建工作(即八七工程),对玉泉路高能加速器预制工程提出调整方案。

1981年1月10日,小平同志对聂华桐等14位科学家的信做了批示:“请方毅同志召集一个专家会议进行论证”,讨论高能加速器的建筑方案。

1981年9月22日-25日,中科院数理学部在北京召开“2.2GeV正负电子对撞机预制研究方案论证会”。

会议对高能所提出的注入器、储存环和探测器的预制研究项目进行了讨论,决定开展对撞机工程预制研究。

1981年5月,高能所在征求国内外专家意见的基础上提出了建筑2×22亿电子伏正负电子对撞机的方案,在由国家科委和中国科学院召开的专家论证会上得到原则通过。

1981年12日22日,邓小平同志在中国科学院关于建筑2.2GeV 正负电子对撞机建议报告上批示:“这项工程进行到那个程度不宜中断,他们所提方案比较切实可行,我赞成加以批准,不再犹虑。

”1982年1月21日,高能所向中科院报送《玉泉路工程调整打算任务书》,打算建筑一台2×22亿电子伏正负电子对撞机。

1982年,高能所完成预制研究方案的初步设计,试制关键部件样机。

1982年6月19日,高能所派出21名科技人员组成的考察组到美国斯坦福直线加速器中心进行设计考察,完成了对撞机工程初步设计第三稿,差不多确定加速器的要紧参数。

1983年4月25日,国务院批准国家计委《关于审批2×22亿电子伏正负电子对撞机建设打算的请示报告》。

同意新建一台能量为2×22亿电子伏正负电子对撞机,工程正式立项。

1983年,开始进行重点非标部件的预制研究。

1983年12月15日,中央书记处第103次会议决定将北京正负电子对撞机(BEPC)工程列入国家重点工程建设项目,并成立由中国科学院、国家计委、国家经委、北京市的谷羽、林宗棠、张寿、张百发组成工程领导小组,谷羽任组长(1986年,周光召院长接任工程领导小组组长)。

工程领导小组办公室设在中国科学院。

14个部委组成了工程非标准设备和谐小组,组织全国上百个科研单位、工厂、高等院校大力协同攻关,土建工程由北京市负责全力保证。

1984年6月25日-7月4日,BEPC扩初设计审查会在京召开。

会议通过了技术审查小组对工程的审查报告,并建议国家有关部门批准这项工程的扩初设计。

1984年8月15日,小平同志在对撞机工程领导小组报送中央的简报上批示“我们的加速器必须保证如期甚至提早完成”。

1984年9月,国务院批准了国家计委”关于审批北京正负电子对撞机(即8312工程)建设任务和规模的报告”(国家计委科[1984]1899号),明确了一机二用”的方针,增加了同步辐射实验区的建设。

批准总投资为2亿4千万元(含引进用汇2500万美元),总建筑面积为54700平方米。

工程建设实行经理负责制的投资包干责任制。

1984年10月7日,BEPC破土动工。

邓小平同志与党和国家领导来到高能所参加奠基典礼,为奠基石铲了第一锨土,并亲切会见了参加工程建设的科技人员和职工代表。

邓小平同志为基石题写了“中国科学院高能物理研究所北京正负电子对撞机国家实验室”的题词。

他讲:“我相信这件事可不能错”。

1985年至1987年6月,BEPC要紧部件批量生产,八大非标设备连续验收。

1986年5月6日,BEPC工程总体安装正式开始。

谷羽、林宗棠、岳致中等领导及300多位代表出席安装开工典礼。

1986年6月,BEPC注入器第一批部件进入隧道完成安装。

1987年6月,BEPC储存环和北京谱仪开始全面安装、调试。

1987年12月,BEPC注入器总调成功,电子束流注入到储存环,并观测到了同步辐射。

电子束能量为1.17GeV,脉冲流强140mA。

1988年7月,正电子注入储存环并积存。

1988年10月16日,BEPC首次实现正负电子对撞,亮度达到8×1027/㎝2.s。

完成了小平同志提出的“我们的加速器必须保证如期甚至提早完成”的目标。

1988年10月24日,邓小平等党和国家领导人视察北京正负电子对撞机工程,表示祝贺,并慰咨询参加工程建设的代表。

邓小平同志发表了“中国必须在高科技领域占有一席之地”的重要讲话。

1988年12月,BEPC对撞峰值亮度达到设计指标。

1989年4月,北京谱仪推至对撞点上安装就位,开始总体检验,用已获得的巴巴事例进行刻度。

1989年5月,北京谱仪投入试运行。

1989年7月5日,北京正负电子对撞机和北京谱仪通过技术鉴定。

1989年9月,北京谱仪(BES)开始物理工作。

1989年8月15日,BEPC辐射防护和剂量监测系统通过技术鉴定。

1989年12月8日,北京同步辐射装置(BSRF)三个前端区、一块扭摆磁铁、三条光束线、两个实验站通过国家技术鉴定开始投入运行。

鉴定委员会由29位专家组成。

中期工程北京正负电子对撞机结构图1990年7月10日,对BEPC工程总体、土建工程、建安工程、器材设备、财务、档案等进行国家预验收。

1990年7月21日,北京正负电子对撞机通过国家验收。

1991年,同步辐射装置从调试转入试运行,并首次向国内用户开放。

1991年,高能所运算中心网络与美国SLAC实验室及国家能源超级运算中心(NERSC)连接。

1991年8月13日,北京正负电子对撞机国家实验室成立,方守贤任主任,丁大钊、郑志鹏任副主任,何祚庥院士为学术委员会主任。

1992年4月22日,北京谱仪合作组在美国物理学会上报告了τ粒子质量测量结果,获得国际知名科学家的好评。

τ轻子质量mτ精确测量是验证标准模型理论中轻子普适性的一个重要实验。

1991年11月7日--1992年1月20日,北京谱仪合作组进行了τ轻子质量测量的数据猎取工作,所获结果:Mt=1776.9±0.4±0.2MeV,与国际1990年版数据表PDG 给出的世均值相比,比原实验数据降低了7.2MeV,纠正了过去约7 MeV 偏离,精度提升了8倍,被誉为1992年最重要的物理成果之一。

1993年1月7日,“τ轻子质量的精确测定结果”被评为1992年度全国十大科技成就之一。

1993年3月,高能所运算中心建成64K BPS高速网络,并与世界各高能物理实验中心相连,用于通讯和数据传输。

同时,还为国内60余个研究单位和大学提供电子邮件和信息检索服务。

1993年5月,中科院批准《北京正负电子对撞机改进项目可行性研究报告》、《北京谱仪改进项目可行性研究报告》。

1994年5月,高能所运算机网络正式加入Internet和WWW。

1995年4月,国家拨专款开展τ-C工厂可行性研究。

1995年,“τ轻子质量的精确测定结果”获国家自然科学二等奖。

1995-1998年,北京谱仪进行了升级改造(BESII)。

1998年,“J/ψ粒子共振参数的精确测量”获中国科学院自然科学二等奖。

1999年2月7日,BEPC/BES/BSRF改进项目通过鉴定。

BEPC综合性能大幅度提升,实现了稳固高效运行,年运行时刻达到九个半月以上,故障率仅为6%左右,在束流能量1.89GeV时亮度达到1031cm-2s-1,日平均事例数提升了3-4倍,达到了国际同类加速器的先进水平。

1999年6月28日,国务院科教领导小组决定增加对BEPC运行改进与以后进展R&D的经费。

1999年8月3日,BEPC/BES/BSRF通过改进验收。

1993年6月,开始实施BSRF的技术改造和新建多周期永磁插入件3W1与相应的光束线。

1996年3月,BSRF的3W1永磁插入件通过技术鉴定。

1997年7月,高能所向中科院上报“北京正负电子对撞机下一步进展预制研究项目建议书”,提出对BEPC进行重大改造的单环麻花轨道的改造方案。

1997年,“北京谱仪Ds物理的研究”获中科院自然科学奖一等奖。

1999年6月,中科院向国家科教领导小组第五次会议提交了“中国高能物理进展战略”,汇报了中国高能物理近期进展目标和中长期进展规划和BEPCII方案。

国家科教领导小组决定增加BEPC年度运行经费,并安排设备改进和以后进展的R&D经费。

1999年,北京谱仪在2-5GeV能区的R值精确测量取得重要成果,得到国际高能物理界的高度评判。

5GeV以下的R值是标准模型运算不确定性的重要部分,北京谱仪国际合作组充分把握了国际高能物理进展的最新动态,选定了这一在理论上有全局性重大意义、在实验上极富挑战性的课题,精心设计了全能区的实验方案。

此项实验对加速器和探测器的性能及运行水平,对实验技术和数据分析方法以及理论模型等差不多上严肃的挑战。

通过可行性研究,国际合作组把测量能区定为2-5GeV,精度目标定在7%左右,该指标对北京正负电子对撞机运行能量和北京谱仪测量精度的要求差不多接近极限。

为了完成R值精确测量实验,北京正负电子对撞机发挥了运行以来的最高水平,在如此宽的能量范畴内长时刻保持了长束流寿命和高亮度的稳固运行,这在国际高能物理实验研究中也属领先水平。

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