北京正負(fù)電子對撞機(jī)是新中國第一個中國大科學(xué)裝置,不僅產(chǎn)出了一批舉世矚目的科學(xué)成果,更培養(yǎng)了一支勇于探索、敢打硬仗的隊伍,傳承了敢為人先、追求卓越的精神財富,中國的高能加速器由此步入從無到有,不斷加速迭代的進(jìn)程。
環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)首批關(guān)鍵部件亮相
近日,來自全球的300余位高能物理學(xué)家云集中國科學(xué)院高能物理研究所,這些致力于推動環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)(CEPC)項目的專家學(xué)者,將見證項目第一批關(guān)鍵設(shè)備的測試情況。

中科院高能物理所加速器中心研究員 高杰:這是第一批(關(guān)鍵設(shè)備),雙孔徑的二極鐵這些在過去都是沒有的,都是第一次設(shè)計。世界上加速器沒有按照這樣設(shè)計的,這些雙孔徑的二極鐵、四極鐵,在世界上都是第一次進(jìn)行采用的。

高杰的自豪和興奮溢于言表。從高能所的上空俯瞰,這個酷似羽毛球拍的建筑群,是新中國第一個大科學(xué)裝置——北京正負(fù)電子對撞機(jī),在他的支撐下,中國的粒子物理研究終于在世界占有一席之地。

中科院高能物理所所長 院士 王貽芳:在研究強(qiáng)子的結(jié)構(gòu),在研究陶輕子的質(zhì)量,它的精確的性質(zhì),那么在研究量子色動力學(xué)等方面,都取得了非常重要的成果。

2008年,北京正負(fù)電子對撞機(jī)經(jīng)過改造后,又多次引起全球關(guān)注,發(fā)現(xiàn)四夸克態(tài)這一全新的物質(zhì)形態(tài),在粲介質(zhì)、新強(qiáng)子物理、電弱統(tǒng)一理論的精確檢驗等方面捷報頻傳,在國際一流雜志上發(fā)表論文200多篇,裝置所在的中國科學(xué)院高能物理研究所,成為國際上最具影響力的高能物理實驗室之一。不過,在王貽芳看來,新中國第一座大科學(xué)裝置產(chǎn)出的遠(yuǎn)不止科學(xué)成果。
中科院高能物理所所長 院士 王貽芳:北京正負(fù)電子對撞機(jī),應(yīng)該是我們中國加速器技術(shù),走上現(xiàn)代的一個真正的起步。
第四代同步輻射光源加緊建設(shè) 目標(biāo)全球領(lǐng)先
北京正負(fù)電子對撞機(jī)在加速器上積累的技術(shù)和人才,為大科學(xué)裝置上海光源、東莞散裂中子源成功建設(shè)奠定了基礎(chǔ),它們賦予中國科學(xué)家們一雙探索未知世界的慧眼,揭開了一批科學(xué)家們苦苦追索的奧秘。然而,前沿科學(xué)研究從來就沒有止境,當(dāng)國家確立建設(shè)科學(xué)強(qiáng)國的目標(biāo)后,無論從技術(shù)發(fā)展和用戶需求,都迫切需要一個新的光源。正是在這一背景下,立足全球領(lǐng)先目標(biāo)的第四代同步輻射光源在北京懷柔破土動工。

中科院高能物理所所長 院士 王貽芳:它的設(shè)計指標(biāo)比目前正在運(yùn)行的要高得多,比目前國際上正在設(shè)計的光源的指標(biāo)也要高了,所以說我們相信它在建成以后,維持五年以上的國際領(lǐng)先地位,應(yīng)該是沒有問題的。

中科院高能同步輻射光源項目副經(jīng)理 董宇輝研究員:它的亮度比原來第三代光源,要提高至少一百倍,一般是一千倍的水平,那么這樣的話,我們就可以看到比原來更小,比如說原來我們只能看到一個微米大小的一個區(qū)域里面的變化,(現(xiàn)在)我們能夠看到十個納米,十個納米什么意思,就是一根頭發(fā)絲的八千分之一。
加速推進(jìn)技術(shù)設(shè)計 物理學(xué)新時代可期
對于王貽芳和高能物理科學(xué)家而言,設(shè)計、建設(shè)光源項目更多是滿足國家需要,滿足其他學(xué)科的研究需求,他們還要向更高遠(yuǎn)的目標(biāo)發(fā)起沖擊:他們要去開創(chuàng)新的物理學(xué)時代,要建設(shè)更強(qiáng)大的粒子加速器。
中科院高能物理所所長 院士 王貽芳:環(huán)形對撞機(jī)是一個專用的高能加速器裝置,它是給高能物理學(xué)家用的,是研究我們整個粒子物理研究當(dāng)中,目前一個最根本的問題,就是希格斯粒子到底它的性質(zhì)跟我們標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言的是不是一樣。這是整個全世界高能物理發(fā)展的大家都同意的最重要的一個發(fā)展方向。

環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)的規(guī)模和指標(biāo)均屬國際一流的大科學(xué)裝置,也給國內(nèi)相關(guān)企業(yè)以巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。環(huán)形對撞機(jī)設(shè)計束流能量達(dá)到120GeV,需要通過超導(dǎo)高頻腔源源不斷地給對撞機(jī)中的正負(fù)電子束流提供能量。

中科院高能物理所加速器中心副研究員 沙鵬:打個簡單的比方,我們開汽車需要發(fā)動機(jī),超導(dǎo)腔就是CEPC(環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī))的發(fā)動機(jī)。
在國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的全力配合下,環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)項目自去年十一月正式發(fā)布概念設(shè)計報告,僅僅一年時間,大晶粒超導(dǎo)高頻腔、增強(qiáng)器各類磁鐵、超高真空管道等技術(shù)設(shè)計階段的關(guān)鍵部件、核心技術(shù)上取得一批令人期待的進(jìn)展。更令人期待的是,如果環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)能夠建成,我國將成為世界粒子物理學(xué)的中心之一。
中科院高能物理所所長 院士 王貽芳:這些大科學(xué)裝置的設(shè)施都是互為繼承的關(guān)系,一步一步發(fā)展起來的,雖然建設(shè)北京正負(fù)電子對撞機(jī)的老一代科學(xué)家基本上都退休了,但是他們的學(xué)生、學(xué)生的學(xué)生,還有他們的學(xué)生送出國培養(yǎng)最后又回來的,都是我們整個現(xiàn)在建設(shè)隊伍的中堅力量,是能力的傳承,技術(shù)的積累,人才隊伍的培養(yǎng),這個是所有科學(xué)研究的基礎(chǔ)。
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