北京正负电子对撞机 为建设科技强国加速

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  北京正负电子对撞机是新中国第一个中国大科学装置,不仅产出了一批举世瞩目的科学成果,更培养了一支勇于探索、敢打硬仗的队伍,传承了敢为人先、追求卓越的精神财富,中国的高能加速器由此步入从无到有,不断加速迭代的进程。

  近日,来自全球的300余位高能物理学家云集中国科学院高能物理研究所,这些致力于推动环形正负电子对撞机(CEPC)项目的专家学者,将见证项目第一批关键设备的测试情况。

  中科院高能物理所加速器中心研究员 高杰:这是第一批,这个双孔径的二极铁过去没有,是第一次设计,这个双孔径的二极铁、四极铁,在世界上第一次采用。

  高杰的自豪和兴奋溢于言表。从高能所的上空俯瞰,这个酷似羽毛球拍的建筑群,是新中国第一个大科学装置北京正负电子对撞机,在他的支撑下,中国的粒子物理研究终于在世界占有一席之地。

  中科院高能物理所所长 院士 王贻芳:在研究强子的结构、陶轻子的质量,它的精确的性质,在研究量子色动力学等方面,都取得了非常重要的成果。

  2008年,北京正负电子对撞机经过改造后,又多次引起全球关注,发现四夸克态这一全新的物质形态,在粲介质,新强子物理,电弱统一理论的精确检验等方面捷报频传,在国际一流杂志上发表论文200多篇,装置所在的中国科学院高能物理研究所,成为国际上最具影响力的高能物理实验室之一。不过,在王贻芳看来,新中国第一座大科学装置产出的远不止科学成果。

  中科院高能物理所所长 院士 王贻芳:北京正负电子对撞机,应该是我们中国加速器技术走上现代的真正的起步。

  北京正负电子对撞机在加速器上积累的技术和人才,为大科学装置上海光源、东莞散裂中子源成功建设奠定了基础,它们赋予中国科学家们一双探索未知世界的慧眼,揭开了一批科学家们苦苦追索的奥秘。然而,前沿科学研究从来就没有止境,当国家确立建设科学强国的目标后,无论从技术发展和用户需求,都迫切需要一个新的光源。正是在这一背景下,立足全球领先目标的第四代同步辐射光源在北京怀柔破土动工。

  中科院高能物理所所长 院士 王贻芳:它的设计指标比目前正在运行的要高得多,比目前国际上正在设计的光源的指标也要高,建成以后维持五年以上的国际领先地位应该没有问题。

  中科院高能同步辐射光源项目副经理研究员董宇辉:它的亮度比原来第三代光源要提高至少一百倍,一般是一千倍的水平,这样我们就可以看到比原来更小的变化,比如说原来只能看到一个微米大小的区域里面的变化,现在能够看到十个纳米。十个纳米什么意思,就是一根头发丝的八千分之一。

  对于王贻芳和高能物理科学家而言,设计、建设光源项目更多是满足国家需要,满足其他学科的研究需求,他们还要向更高远的目标发起冲击,他们要去开创新的物理学时代,要建设更强大的粒子加速器。

  中科院高能物理所所长 院士 王贻芳:环形对撞机是一个专用的高能加速器装置,它是给高能物理学家用的,是整个粒子物理研究当中目前最根本的问题,就是希格斯粒子到底它的性质跟我们标准模型预言的是不是一样。这是整个全世界高能物理发展的大家都同意的最重要的一个发展方向。

  环形正负电子对撞机的规模和指标均属国际一流的大科学装置,也给国内相关企业以巨大的挑战和机遇。环形对撞机设计束流能量达到120GeV,需要通过超导高频腔源源不断地给对撞机中的正负电子束流提供能量。

  中科院高能物理所加速器中心副研究员 沙鹏:打个简单的比方,开汽车需要发动机,这个超导腔就是CEPC(环形正负电子对撞机)的发动机。

  在国内生产企业的全力配合下,环形正负电子对撞机项目自去年十一月正式发布概念设计报告,仅仅一年时间,大晶粒超导高频腔、增强器各类磁铁、超高真空管道等技术设计阶段的关键部件、核心技术上取得一批令人期待的进展。更令人期待的是,如果环形正负电子对撞机能够建成,我国将成为世界粒子物理学的中心之一。

  中科院高能物理所所长 院士 王贻芳:这些大科学装置的设施都是互为继承的关系,一步一步发展起来的,虽然建设北京正负电子对撞机的老一代科学家基本上都退休了,但是他们的学生、学生的学生,还有他们的学生送出国培养的最后又回来的,那么都是我们整个现在建设队伍的中坚力量,是能力的传承,技术的积累,人才队伍的培养,这个是所有科学研究的基础。