北京电子正负对撞机:把微观粒子"打碎"了 ...

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北京电子正负对撞机:把微观粒子"打碎"了看(图)2009年07月24日   来源:人民日报海外版   赵晓霞




改造后的北京正负电子对撞机。新华社记者汪永基摄

    历时5年、耗资6.4亿元的北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)近日通过国家验收。经过专家测试和鉴定,BEPCII的直线加速器、储存环、同步辐射专用模式、北京谱仪III(BESIII)的主要性能参量全面达到了设计指标。这标志着我国在世界高能物理前沿研究领域占据的一席之地得到进一步巩固。

    “BEPCII的对撞亮度是改造前的33倍,在粲能区居国际领先水平。”中科院高能物理研究所所长陈和生说。

    在国际竞争中胜出

    1999年起,北京正负电子对撞机未来发展的预先研究已经开始,改造工程最初计划采用单环方案。但是,由于受到BEPC上的研究成果的吸引,2001年美国康奈尔大学把一台原先在高能量下运行的对撞机转到BEPC的能区工作(称为CESRc),主要设计指标对撞亮度与我们的单环方案相同,但是他们采用“短平快”的方法,称能在2-3年内达到设计目标。

    “在当时,如果我们不改变方案,大幅度提高性能,将失去国际竞争力。”陈和生说。面对严峻的竞争,为了继续保持在国际高能物理研究上的优势,中国科学家提出了新的改造方案,采用最先进的双环交叉对撞技术改造对撞机,设计对撞亮度比原来的对撞机高30-100倍,使BEPCII将在世界同类型装置中继续保持领先地位,成为国际上最先进的双环对撞机之一。

    这个方案得到了批准,并在2004年初开工建设,称为北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)。

    在今年5月,BEPCII对撞亮度达到验收指标的消息传出后,美国斯坦福直线加速器中心的赵午教授在祝贺的邮件中写道:“BEPCII已经达到了调束的目标,这是一个极好的消息!随着上海同步辐射光源和BEPCII的成功,你们令人信服地展示了中国加速器的世界级现状。”

    美国康奈尔大学的赖斯教授是BEPCII主要竞争者CESR-c项目的负责人之一,他在邮件中祝贺表示:“由于CESR-c将终止运行,我们期待来自BESIII的一系列重要的物理发现。”

    改造难度超乎想象

    改造难度可以说是超乎想象。由于隧道周长短、空间小、对撞区短,建设难度极大,“国际上成功的双环电子对撞机的周长一般在2公里以上,而BEPC存储环的周长短,只有240米。隧道原来是为单个储存环设计的,现在要在原来的隧道内给正负电子束流各做一个储存环,设备十分拥挤。国外成功的双环对撞机是在80米距离内实现电子对撞再分开,我们的对撞区非常短,必须在28米内实现。”陈和生说,“改造中许多技术和设备国内从未有过,高能物理对撞机的加工精度往往达到当前技术的极限。”

    据介绍,工程采用大量国际上的顶尖技术,如加速器中的逐束团横向反馈系统、超导高频系统、高产额正电子源、高流强电子枪、氦基小单元高性能漂移室、无隔板晶体量能器和超导磁铁等。

    “此外,中科院高能所投入了最精干的科研力量,并集中了几十家国内最先进的设备制造厂家,对重要设备的关键技术进行攻关。工程中许多设备的制作都属国内首创,特别是探测器主漂移室的精密加工、双孔径四极磁铁的制作、前室真空盒的加工等,制作难度极大。”陈和生说。

    每秒对撞1亿多次

    改造前北京正负电子对撞机每秒可对撞120万次,改造后采用多束团对撞,每秒可实现对撞1亿多次,“至此,我国在高能物理研究领域又前进了一步,对微观世界的认识也将更为精确。”中科院高能物理研究所有关负责人说。

    改造后束团的每秒对撞次数几乎是改造前的100倍,为什么对撞次数越多越好?

    据专家介绍,要想研究物质的微观结构,首先要把它打碎,粒子加速器就是用高速粒子去“打碎”被测物质的一种科学设施,而正负电子对撞机是一种先进的粒子加速器,是当前研究物质微观世界最小构成单元及其相互作用规律的主要科学手段之一。

    “并不是每一次每一个正负电子对撞都能产生研究事例,如果每1个束团的情况与改造前相同,每秒对撞1亿多次也就意味着每秒获取的研究事例是以前的将近100倍,这可以大大提高效率,降低研究的误差,因为有些出现几率很小的罕见研究事例也会因为对撞次数的增加而出现,就使得研究更为精确。”陈和生说。



北京电子正负对撞机:把微观粒子"打碎"了看(图)2009年07月24日   来源:人民日报海外版   赵晓霞




改造后的北京正负电子对撞机。新华社记者汪永基摄
    历时5年、耗资6.4亿元的北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)近日通过国家验收。经过专家测试和鉴定,BEPCII的直线加速器、储存环、同步辐射专用模式、北京谱仪III(BESIII)的主要性能参量全面达到了设计指标。这标志着我国在世界高能物理前沿研究领域占据的一席之地得到进一步巩固。

    “BEPCII的对撞亮度是改造前的33倍,在粲能区居国际领先水平。”中科院高能物理研究所所长陈和生说。

    在国际竞争中胜出

    1999年起,北京正负电子对撞机未来发展的预先研究已经开始,改造工程最初计划采用单环方案。但是,由于受到BEPC上的研究成果的吸引,2001年美国康奈尔大学把一台原先在高能量下运行的对撞机转到BEPC的能区工作(称为CESRc),主要设计指标对撞亮度与我们的单环方案相同,但是他们采用“短平快”的方法,称能在2-3年内达到设计目标。

    “在当时,如果我们不改变方案,大幅度提高性能,将失去国际竞争力。”陈和生说。面对严峻的竞争,为了继续保持在国际高能物理研究上的优势,中国科学家提出了新的改造方案,采用最先进的双环交叉对撞技术改造对撞机,设计对撞亮度比原来的对撞机高30-100倍,使BEPCII将在世界同类型装置中继续保持领先地位,成为国际上最先进的双环对撞机之一。

    这个方案得到了批准,并在2004年初开工建设,称为北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)。

    在今年5月,BEPCII对撞亮度达到验收指标的消息传出后,美国斯坦福直线加速器中心的赵午教授在祝贺的邮件中写道:“BEPCII已经达到了调束的目标,这是一个极好的消息!随着上海同步辐射光源和BEPCII的成功,你们令人信服地展示了中国加速器的世界级现状。”

    美国康奈尔大学的赖斯教授是BEPCII主要竞争者CESR-c项目的负责人之一,他在邮件中祝贺表示:“由于CESR-c将终止运行,我们期待来自BESIII的一系列重要的物理发现。”

    改造难度超乎想象

    改造难度可以说是超乎想象。由于隧道周长短、空间小、对撞区短,建设难度极大,“国际上成功的双环电子对撞机的周长一般在2公里以上,而BEPC存储环的周长短,只有240米。隧道原来是为单个储存环设计的,现在要在原来的隧道内给正负电子束流各做一个储存环,设备十分拥挤。国外成功的双环对撞机是在80米距离内实现电子对撞再分开,我们的对撞区非常短,必须在28米内实现。”陈和生说,“改造中许多技术和设备国内从未有过,高能物理对撞机的加工精度往往达到当前技术的极限。”

    据介绍,工程采用大量国际上的顶尖技术,如加速器中的逐束团横向反馈系统、超导高频系统、高产额正电子源、高流强电子枪、氦基小单元高性能漂移室、无隔板晶体量能器和超导磁铁等。

    “此外,中科院高能所投入了最精干的科研力量,并集中了几十家国内最先进的设备制造厂家,对重要设备的关键技术进行攻关。工程中许多设备的制作都属国内首创,特别是探测器主漂移室的精密加工、双孔径四极磁铁的制作、前室真空盒的加工等,制作难度极大。”陈和生说。

    每秒对撞1亿多次

    改造前北京正负电子对撞机每秒可对撞120万次,改造后采用多束团对撞,每秒可实现对撞1亿多次,“至此,我国在高能物理研究领域又前进了一步,对微观世界的认识也将更为精确。”中科院高能物理研究所有关负责人说。

    改造后束团的每秒对撞次数几乎是改造前的100倍,为什么对撞次数越多越好?

    据专家介绍,要想研究物质的微观结构,首先要把它打碎,粒子加速器就是用高速粒子去“打碎”被测物质的一种科学设施,而正负电子对撞机是一种先进的粒子加速器,是当前研究物质微观世界最小构成单元及其相互作用规律的主要科学手段之一。

    “并不是每一次每一个正负电子对撞都能产生研究事例,如果每1个束团的情况与改造前相同,每秒对撞1亿多次也就意味着每秒获取的研究事例是以前的将近100倍,这可以大大提高效率,降低研究的误差,因为有些出现几率很小的罕见研究事例也会因为对撞次数的增加而出现,就使得研究更为精确。”陈和生说。
创造了同类加速器建设纪录

    BEPCII工程分三阶段进行:直线加速器改造;储存环改造;探测器改造。改造的主要目标是提高对撞机的性能,使获取的粲粒子事例增加两个数量级,大幅度提高探测器性能。同时,工程每个阶段都插入同步辐射运行,开创了在大型加速器的建设过程中为用户提供同步辐射专用光的国际先例。

    “从2005年7月BEPC完成历史使命、储存环停机到2006年11月开机调束,拆旧安新,仅用16个月。2006年11月9日BEPCII储存环所有主体设备均安装完毕。11月12日,开始直线加速器和储存环的联合调束,11月18日电子束流成功地在BEPCII储存环中积累。”中国科学院高能物理研究所有关负责人介绍说。

    “在这样短的时间里BEPCII储存环实现束流积累,表明储存环设备的安装符合设计要求,各个硬件系统满足调束需求,物理设计合理,工程质量控制有效,为完成BEPCII工程奠定了良好基础。仅用了5天就在储存环内积累了束流,这个速度在世界加速器调束的历史上也是少见的。”陈和生说。

    BEPCII通过国家验收,并正式投入运行,是一个新开端。陈和生告诉记者,一方面,要加紧开展高能物理和同步辐射实验研究,实现稳定、可靠和高效运行。另一方面,一台高能物理实验装置的建成,又意味着新的改进工作的开始,科技人员将继续开展研究,不断提高对撞亮度等性能,确保BEPCII科学目标的实现。

    对撞机是干什么用的?(新闻链接)

    对撞机好比透视微观世界的“显微镜”,只是做法比较“极端”:它用高速粒子去“打碎”被测物质,记录碰撞产生的能量,搜索可能产生的新粒子。

    目前,科学家们认为,构成物质世界的最基本单元是比质子还小的夸克和轻子。北京正负电子对撞机的主要研究对象就是夸克、轻子家族中的两个成员―c夸克和τ轻子。上世纪90年代以来,对撞机所在的中科院高能物理研究所先后获得了τ轻子质量精确测量、发现新共振态等重大成果,成为世界高能物理研究中心之一。
与欧洲那个比起来怎么样?
欧洲那个是强子对撞机
这是电子对撞机,指标暂且不论,东西都不是一类。
人家撞质子,咱撞电子,没可比性。不过人家的东西质子加速后能量是大啊
su24 发表于 2009-7-24 21:54
这个改造项目是KEK帮助搞的 设备也是从三菱买的

这个改造项目是KEK帮助搞的 设备也是从三菱买的
撑死我了 发表于 2009-7-25 06:33
名列世界八大高能加速器的北京正负电子对撞机,5月1日开始“升级换代”,目标瞄准世界最先进的双环对撞机。经过了长时间的筹备,中科院高能物理所已经购买、研制了射频超导、高功率微波、高性能大型超导磁铁、高精度粒子探测器等众多国际上最先进的高精尖技术与设备,那么,北京正负电子对撞机改造工程真的是万事俱备了?
  5月1日,北京正负电子对撞机重大改造工程正式启动,近十天来,中科院高能物理所的工作人员正在更换、调试正负电子对撞机直线加速器的部分设备。

  6.4亿北京正负电子对撞机改造工程的巨额投资,加之东芝三菱THALES林德等世界顶尖设备制造商的电子设备的一臂之力,北京正负电子对撞机改造工程在蓄势待发良久之后,改造工程一经启动,马上步入了“快车道”。

  有消息称,直线加速器主体改造工程仅在四个月后就可完工。其中,包括新建预注入器、正负电子产生系统、脉冲速调管调制器等多种设备的安装与繁琐的调试过程。

  对撞机是干什么用的?

  近年来,北京正负电子对撞机在τ—粲物理研究喜报频传,然而,它们在普通人眼里却是一头雾水。τ—粲研究是怎么回事?对撞机到底又是干什么用的?

  目前,科学家们认为,构成物质世界的最基本单元是比质子还小的夸克和轻子。北京正负电子对撞机的主要研究对象就是夸克、轻子家族中的两个成员———c夸克和τ轻子。τ—粲研究就是记录他们对撞时产生的物理量,搜索碰撞产生的新粒子。

  而正负电子对撞机的任务是给这些粒子加速,为他们提供碰撞场所,记录碰撞数据。具体地说,对撞机是一种先进的加速器,是当前研究物质微观世界最小构成单元及其相互作用规律的主要科学实验、测量设备。

  现在的对撞机什么样儿?

  北京正负电子对撞机始建于上个世纪八十年代,于1988年10月正式竣工。从表面上看,它的外形就像一只硕大的羽毛球拍。圆形的球拍是周长240米的储存环,球拍的把柄是全长204米的行波直线加速器。

  从专业的角度讲,北京正负电子对撞机是由直线注入器(对粒子加速)、输运线、一个储存环(粒子运动、碰撞场所)、北京谱仪(对撞点的探测器)、北京同步辐射装置与外部设施组成。其中,直线注入器用于产生正电子和负电子,最高可加速到15.5亿电子伏特。储存环为高真空管道,是正电子、负电子沿不同方向转动发生碰撞的场所;北京谱仪安装在储存环中正负电子对撞点,由各种精密测量仪器组成,用于测量正负电子对撞时产生的动量、动能等数据;北京同步辐射装置分布在储存环内,是目前我国惟一X射线同步辐射光源,它可以为实验人员提供从硬X射线到真空紫外光的任意波段的射线。

  改造后的对撞机是什么样儿?

  “北京正负电子对撞机改造后,我们一天就可以完成现在100天的工作。那时,北京正负电子对撞机在粲偶素、粲偶素衰变、τ轻子物理研究中将发挥不可替代的作用。”中国科学院高能物理研究所所长陈和声日前在接受记者采访时说。

  五年后,北京正负电子对撞机将成为国际上最先进的“双环”对撞机之一。陈和声说,根据计划,我们将采用当今世界上最先进的双环交叉对撞技术对“对撞机”进行改造。在对撞机的储存环内增建一个新的储存环,在双环的南北交差点建立对撞区。让正负电子拥有自己单独的一个运动环路,最后在对撞区实现对撞。这样,可以使正电子和负电子对撞的“束团数目”从单环时的1对增加到97对,对撞机的亮度将在目前水平上提高约100倍。而且,我们还将对北京谱仪进行全面改造,提高正负电子对撞时各种物理量的测量精度,减少系统误差。同时,大幅度提高北京同步辐射装置的性能,使用户急需的X光的强度提高一个数量级以上。

  对撞机改造的难点在哪儿?

  为了继续保持在τ—粲物理能区的先进性,改造工程将采用大量国际上的顶尖技术,而许多技术、设备是国内从未有过的。另外,对撞机的储存环隧道的空间太小,240米的周长相对太短,在此基础上改进为先进的对撞机比国际上其他双环对撞机要困难得多;同时,对撞机仍要坚持“一机两用”,提高同步辐射装置的性能,为改造工程增加了许多难度。

  对撞机必须使用多种先进的超导设备,大多为国内从未有过的,并为此建立大型氦低温系统。

  对撞机将怎么改造?

  据中国科学院高能物理研究所研究工程办主任罗小安介绍,对撞机改造主要分四部分:包括电子直线加速器、储存环、探测器与外围公用设施的改造。

  直线加速器的改造主要是高能所自行研究、制作大功率调制器同时配备了东芝公司的大功率调速管,为加速过程中的正负电子团提供更高的能量和更高的流强。改进、更新了正电子源系统。在现有的储存环中再安装一个储存环,成倍地增加了磁铁和电源的数量,一对超导插入磁铁、两套超导高频系统,和低阻抗真空盒。采用这些技术、设备后,将大幅度增加正负电子团的数目和流强,同时减小正负电子团的尺寸,提高探测效率。

  对撞机探测器的改造,将建立流水线电子学读出系统,采用超导螺线管线圈、碘化铯晶体电磁量能器、小单元氦基气体主漂移室。提高对撞后探测、储存物理现象的能力。

  公用设施改造后,防辐射、消防、供电、冷却系统等将更加完善,确保环境安全,北京正负电子对撞机周围居民的生活不会受到影响。

  对撞机改造为何青睐国外技术?

  去年7月22日,中国科学院高能物理所委托东方科学仪器有限责任公司,正式与瑞士林德公司签订了氦制冷机购买合同。高能所从瑞士林德公司购买了两台500W/4.5K氦制冷机,它们是目前国内用于大科学装置的制冷能力最大的设备之一,将用于电子对撞机改造的超导高频腔、超导插入磁铁和探测器超导磁铁。

  从此,北京正负电子对撞机改造工程进入了紧锣密鼓的筹备阶段。然而,用了“东芝”、“三菱”、又买“林德”,北京正负电子对撞机改造工程缺乏“骨气”的舆论随之而来。中国科学院高能物理研究所工程办主任罗小安说,其实,我们也很想采用国内的技术设备,可是,目前国内尚无成熟的技术制作以上的设备,另外改造工期紧、技术指标要求高,而且必须长期稳定运行,以保证工程的万无一失。国内的专家们一致认为,在这种情况下采用国外成熟的技术设备最为稳妥。

  氦制冷机是北京正负电子对撞机重大改造工程低温系统的核心设备之一。低温系统的优劣,更是直接关系到北京正负电子对撞机加速器、探测器、外围公用设施改造的成效。罗小安说,不仅氦制冷机,对于对撞机改造所需很多其他的设备,国内很多企业的产品也不能满足技术指标。

  对撞机改造对我国高技术发展有啥作用?

  北京正负电子对撞机的改造工程缺乏“骨气”的说法是片面的。对撞机改造工程对提高我国相关高技术产业的发展有很大作用。罗小安说,高能所不是简单购买,而是谋求技术上的长期合作。例如,超导插入磁铁有7个线圈,非常小,是世界上同类设备中最困难的,正在由高能所与美国布鲁克海文实验室联合研制。超导高频腔由高能所和日本高能加速器组织联合设计,并与日本三菱公司联合制造。低阻抗真空盒和主漂移室端板难度非常大,由高能所设计,并与成都飞机制造厂联合研制。1000瓦4.2K的大型氦低温系统由哈尔滨工业大学和高能所联合设计。我们还与美国公司合作在高能所研制大型超导螺线管线圈。

  对撞机改造还要什么?

  2003年12月30日,中国科学院批复了高能物理研究所提交的“关于北京正负电子对撞机重大改造工程项目开工的报告”和“北京正负电子对撞机重大改造工程施工组织设计大纲”。方案中明确,在北京正负电子对撞机改造工程建设中,高能所将大量采用射频超导、高功率微波、高精度电磁尝稳流和脉冲电源、超高真空、高电压、精密机械、计算机自动控制、高性能大型超导磁铁、高精度粒子探测器、新型快电子学和数据获取系统利用PC集群并行处理、区域存储网络、大型数据库系统等一系列国际上最先进的高精尖技术与设备。

  那么,北京正负电子对撞机改造工程真的万事俱备了吗?据了解,在对撞机探测器中碘化铯晶体电磁量能器的改造中,目前,虽然高能所有了几套碘化铯晶结构搭建的设计方案,但是,他们正在优化、选择的过程中。在这期间,他们希望集思广益、欢迎国内外专家参与到其中,提供更好的碘化铯晶体结构搭建设计方案。

  ■新闻链接

  碘化铯晶体结构搭建设计方案正在优化中……

  5月1日起,直线开始实施主体工程改造,包括新建预注入器、正负电子产生系统和改造脉冲速调管调制器等,到9月底完成。

  目前,国家投入6.4亿元,对北京正负电子对撞机进行重大改造,使其性能提高两个数量级,保持在τ—粲能区的国际领先地位。直线加速器也要在正负电子能量、流强和束流品质等方面做进一步改造,使机器性能提升一个台阶,步入国际先进注入器行列。

  5年后,“升级换代”后的北京正负电子对撞机将成为世界上最先进的双环对撞机。预计到2007年3月,“升级换代”后的北京正负电子对撞机开始试运行。

  ■对撞机大事记

  1984年10月,北京正负电子对撞机动工兴建,小平同志题写基石:“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奠基”,并亲自为工程奠基。

  1988年10月,北京正负电子对撞机不超预算按期建成,并在投入运行后迅速达到设计指标。

  1988年10月20日,《人民日报》报道这一成就,称“这是我国继原子弹、氢弹爆炸成功,为我国粒子物理和同步辐射应用开辟了广阔的前景。”

  1992年τ轻子质量测量的精确结果,纠正了过去τ轻子质量约7MeV实验偏差,并把精度提高了10倍。

  1999年春,北京正负电子对撞机对2-5GeV能区的强子R值进行了测量。

  2003年,科学家利用北京正负电子对撞机的实验装置,成功拍摄了SARS病毒主蛋白酶的晶体结构。

  2003年12月30日,中国科学院批复了高能物理研究所提交的“关于北京正负电子对撞机重大改造工程项目开工的报告”和“北京正负电子对撞机重大改造工程施工组织设计大纲”。北京正负电子对撞机重大改造工程立项完成。

  2004年5月1日,北京正负电子对撞机进行重大改造工程启动
这个改造项目是KEK帮助搞的 设备也是从三菱买的
撑死我了 发表于 2009-7-25 06:33
名列世界八大高能加速器的北京正负电子对撞机,5月1日开始“升级换代”,目标瞄准世界最先进的双环对撞机。经过了长时间的筹备,中科院高能物理所已经购买、研制了射频超导、高功率微波、高性能大型超导磁铁、高精度粒子探测器等众多国际上最先进的高精尖技术与设备,那么,北京正负电子对撞机改造工程真的是万事俱备了?
  5月1日,北京正负电子对撞机重大改造工程正式启动,近十天来,中科院高能物理所的工作人员正在更换、调试正负电子对撞机直线加速器的部分设备。

  6.4亿北京正负电子对撞机改造工程的巨额投资,加之东芝三菱THALES林德等世界顶尖设备制造商的电子设备的一臂之力,北京正负电子对撞机改造工程在蓄势待发良久之后,改造工程一经启动,马上步入了“快车道”。

  有消息称,直线加速器主体改造工程仅在四个月后就可完工。其中,包括新建预注入器、正负电子产生系统、脉冲速调管调制器等多种设备的安装与繁琐的调试过程。

  对撞机是干什么用的?

  近年来,北京正负电子对撞机在τ—粲物理研究喜报频传,然而,它们在普通人眼里却是一头雾水。τ—粲研究是怎么回事?对撞机到底又是干什么用的?

  目前,科学家们认为,构成物质世界的最基本单元是比质子还小的夸克和轻子。北京正负电子对撞机的主要研究对象就是夸克、轻子家族中的两个成员———c夸克和τ轻子。τ—粲研究就是记录他们对撞时产生的物理量,搜索碰撞产生的新粒子。

  而正负电子对撞机的任务是给这些粒子加速,为他们提供碰撞场所,记录碰撞数据。具体地说,对撞机是一种先进的加速器,是当前研究物质微观世界最小构成单元及其相互作用规律的主要科学实验、测量设备。

  现在的对撞机什么样儿?

  北京正负电子对撞机始建于上个世纪八十年代,于1988年10月正式竣工。从表面上看,它的外形就像一只硕大的羽毛球拍。圆形的球拍是周长240米的储存环,球拍的把柄是全长204米的行波直线加速器。

  从专业的角度讲,北京正负电子对撞机是由直线注入器(对粒子加速)、输运线、一个储存环(粒子运动、碰撞场所)、北京谱仪(对撞点的探测器)、北京同步辐射装置与外部设施组成。其中,直线注入器用于产生正电子和负电子,最高可加速到15.5亿电子伏特。储存环为高真空管道,是正电子、负电子沿不同方向转动发生碰撞的场所;北京谱仪安装在储存环中正负电子对撞点,由各种精密测量仪器组成,用于测量正负电子对撞时产生的动量、动能等数据;北京同步辐射装置分布在储存环内,是目前我国惟一X射线同步辐射光源,它可以为实验人员提供从硬X射线到真空紫外光的任意波段的射线。

  改造后的对撞机是什么样儿?

  “北京正负电子对撞机改造后,我们一天就可以完成现在100天的工作。那时,北京正负电子对撞机在粲偶素、粲偶素衰变、τ轻子物理研究中将发挥不可替代的作用。”中国科学院高能物理研究所所长陈和声日前在接受记者采访时说。

  五年后,北京正负电子对撞机将成为国际上最先进的“双环”对撞机之一。陈和声说,根据计划,我们将采用当今世界上最先进的双环交叉对撞技术对“对撞机”进行改造。在对撞机的储存环内增建一个新的储存环,在双环的南北交差点建立对撞区。让正负电子拥有自己单独的一个运动环路,最后在对撞区实现对撞。这样,可以使正电子和负电子对撞的“束团数目”从单环时的1对增加到97对,对撞机的亮度将在目前水平上提高约100倍。而且,我们还将对北京谱仪进行全面改造,提高正负电子对撞时各种物理量的测量精度,减少系统误差。同时,大幅度提高北京同步辐射装置的性能,使用户急需的X光的强度提高一个数量级以上。

  对撞机改造的难点在哪儿?

  为了继续保持在τ—粲物理能区的先进性,改造工程将采用大量国际上的顶尖技术,而许多技术、设备是国内从未有过的。另外,对撞机的储存环隧道的空间太小,240米的周长相对太短,在此基础上改进为先进的对撞机比国际上其他双环对撞机要困难得多;同时,对撞机仍要坚持“一机两用”,提高同步辐射装置的性能,为改造工程增加了许多难度。

  对撞机必须使用多种先进的超导设备,大多为国内从未有过的,并为此建立大型氦低温系统。

  对撞机将怎么改造?

  据中国科学院高能物理研究所研究工程办主任罗小安介绍,对撞机改造主要分四部分:包括电子直线加速器、储存环、探测器与外围公用设施的改造。

  直线加速器的改造主要是高能所自行研究、制作大功率调制器同时配备了东芝公司的大功率调速管,为加速过程中的正负电子团提供更高的能量和更高的流强。改进、更新了正电子源系统。在现有的储存环中再安装一个储存环,成倍地增加了磁铁和电源的数量,一对超导插入磁铁、两套超导高频系统,和低阻抗真空盒。采用这些技术、设备后,将大幅度增加正负电子团的数目和流强,同时减小正负电子团的尺寸,提高探测效率。

  对撞机探测器的改造,将建立流水线电子学读出系统,采用超导螺线管线圈、碘化铯晶体电磁量能器、小单元氦基气体主漂移室。提高对撞后探测、储存物理现象的能力。

  公用设施改造后,防辐射、消防、供电、冷却系统等将更加完善,确保环境安全,北京正负电子对撞机周围居民的生活不会受到影响。

  对撞机改造为何青睐国外技术?

  去年7月22日,中国科学院高能物理所委托东方科学仪器有限责任公司,正式与瑞士林德公司签订了氦制冷机购买合同。高能所从瑞士林德公司购买了两台500W/4.5K氦制冷机,它们是目前国内用于大科学装置的制冷能力最大的设备之一,将用于电子对撞机改造的超导高频腔、超导插入磁铁和探测器超导磁铁。

  从此,北京正负电子对撞机改造工程进入了紧锣密鼓的筹备阶段。然而,用了“东芝”、“三菱”、又买“林德”,北京正负电子对撞机改造工程缺乏“骨气”的舆论随之而来。中国科学院高能物理研究所工程办主任罗小安说,其实,我们也很想采用国内的技术设备,可是,目前国内尚无成熟的技术制作以上的设备,另外改造工期紧、技术指标要求高,而且必须长期稳定运行,以保证工程的万无一失。国内的专家们一致认为,在这种情况下采用国外成熟的技术设备最为稳妥。

  氦制冷机是北京正负电子对撞机重大改造工程低温系统的核心设备之一。低温系统的优劣,更是直接关系到北京正负电子对撞机加速器、探测器、外围公用设施改造的成效。罗小安说,不仅氦制冷机,对于对撞机改造所需很多其他的设备,国内很多企业的产品也不能满足技术指标。

  对撞机改造对我国高技术发展有啥作用?

  北京正负电子对撞机的改造工程缺乏“骨气”的说法是片面的。对撞机改造工程对提高我国相关高技术产业的发展有很大作用。罗小安说,高能所不是简单购买,而是谋求技术上的长期合作。例如,超导插入磁铁有7个线圈,非常小,是世界上同类设备中最困难的,正在由高能所与美国布鲁克海文实验室联合研制。超导高频腔由高能所和日本高能加速器组织联合设计,并与日本三菱公司联合制造。低阻抗真空盒和主漂移室端板难度非常大,由高能所设计,并与成都飞机制造厂联合研制。1000瓦4.2K的大型氦低温系统由哈尔滨工业大学和高能所联合设计。我们还与美国公司合作在高能所研制大型超导螺线管线圈。

  对撞机改造还要什么?

  2003年12月30日,中国科学院批复了高能物理研究所提交的“关于北京正负电子对撞机重大改造工程项目开工的报告”和“北京正负电子对撞机重大改造工程施工组织设计大纲”。方案中明确,在北京正负电子对撞机改造工程建设中,高能所将大量采用射频超导、高功率微波、高精度电磁尝稳流和脉冲电源、超高真空、高电压、精密机械、计算机自动控制、高性能大型超导磁铁、高精度粒子探测器、新型快电子学和数据获取系统利用PC集群并行处理、区域存储网络、大型数据库系统等一系列国际上最先进的高精尖技术与设备。

  那么,北京正负电子对撞机改造工程真的万事俱备了吗?据了解,在对撞机探测器中碘化铯晶体电磁量能器的改造中,目前,虽然高能所有了几套碘化铯晶结构搭建的设计方案,但是,他们正在优化、选择的过程中。在这期间,他们希望集思广益、欢迎国内外专家参与到其中,提供更好的碘化铯晶体结构搭建设计方案。

  ■新闻链接

  碘化铯晶体结构搭建设计方案正在优化中……

  5月1日起,直线开始实施主体工程改造,包括新建预注入器、正负电子产生系统和改造脉冲速调管调制器等,到9月底完成。

  目前,国家投入6.4亿元,对北京正负电子对撞机进行重大改造,使其性能提高两个数量级,保持在τ—粲能区的国际领先地位。直线加速器也要在正负电子能量、流强和束流品质等方面做进一步改造,使机器性能提升一个台阶,步入国际先进注入器行列。

  5年后,“升级换代”后的北京正负电子对撞机将成为世界上最先进的双环对撞机。预计到2007年3月,“升级换代”后的北京正负电子对撞机开始试运行。

  ■对撞机大事记

  1984年10月,北京正负电子对撞机动工兴建,小平同志题写基石:“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奠基”,并亲自为工程奠基。

  1988年10月,北京正负电子对撞机不超预算按期建成,并在投入运行后迅速达到设计指标。

  1988年10月20日,《人民日报》报道这一成就,称“这是我国继原子弹、氢弹爆炸成功,为我国粒子物理和同步辐射应用开辟了广阔的前景。”

  1992年τ轻子质量测量的精确结果,纠正了过去τ轻子质量约7MeV实验偏差,并把精度提高了10倍。

  1999年春,北京正负电子对撞机对2-5GeV能区的强子R值进行了测量。

  2003年,科学家利用北京正负电子对撞机的实验装置,成功拍摄了SARS病毒主蛋白酶的晶体结构。

  2003年12月30日,中国科学院批复了高能物理研究所提交的“关于北京正负电子对撞机重大改造工程项目开工的报告”和“北京正负电子对撞机重大改造工程施工组织设计大纲”。北京正负电子对撞机重大改造工程立项完成。

  2004年5月1日,北京正负电子对撞机进行重大改造工程启动
展示了中国加速器的世界级现状


linde制冷那部分是瑞士的,集团是似乎是德国的。
http://www.linde-kryotechnik.ch/1259/1260.asp

大型的低温设备里,目前linde是世界上的第一。

linde是发明制冷机的那个人的名字。

瑞士林德公司
EKW 发表于 2009-7-25 10:05


linde制冷那部分是瑞士的,集团是似乎是德国的。
http://www.linde-kryotechnik.ch/1259/1260.asp

大型的低温设备里,目前linde是世界上的第一。

linde是发明制冷机的那个人的名字。

瑞士林德公司
EKW 发表于 2009-7-25 10:05
撑死我了 发表于 2009-7-25 06:33
EKW 发表于 2009-7-25 10:05
中科院高能物理研究所前所长郑智鹏现在是中国反相对论的领军人物。
质子就要二维展开了```
zlaser 发表于 2009-7-30 21:35
能多说说么?干这行的反相对论简直难以置信,尤其是如果他反对狭义相对论的话,简直是不可思议。广义相对论倒是另说。
rottenweed 发表于 2009-8-5 09:50
量子力学和相对论本来就有许多矛盾的地方还没解决.
rottenweed 发表于 2009-8-5 09:50
钱学森还是两门伪科学捧出来的教主呢.主要是国内排字论辈现象严重,老东西们都不知道自己是什么玩意了:D
wawa02002 发表于 2009-8-5 16:21
rottenweed 发表于 2009-8-5 09:50
内阁首辅 发表于 2009-8-5 09:48

很快科学家们就要想不通了:D :D
TG搞了几十年的什么对撞,还没出什么牛比的科学家呢?
花了这么多钱,重要意义吹了不少。
鲜见报道有什么重大成果。
基础物理就是靠钱和时间堆得,急不得的
基础研究要堆钱,堆时间,堆人,然后成果很大程度上是看瞎猫碰死老鼠。
北京相对论研究联谊会名誉副会长、中国科学院高能物理研究所前所长、美国《格物》杂志名誉总编、《高能物理与核物理》杂志总编郑志鹏研究员明确指出:对于相对论研究,应该允许有不同意见,让不同意见的人发表看法。我们提倡'百花齐放,百家争鸣'的方针,摆事实,讲道理,不抓辫子,不扣帽子,不打棍子,不进行人身攻击,这才是正确的态度。什么事情都应该讲究创新,那能够一成不变。对于相对论研究,也应该这样。只要拿出事实来,用实验来证明,有科学的依据,我们就应该承认。对于相对论不能说'不'字,这才是不正常的。
倒是搜到他出的一本《微观综览》的科普书,里面也是讲到相对论的。

搞高能物理的,至少不可能和狭义相对论过不去。那是要用来当饭吃的。
wawa02002 发表于 2009-8-5 16:21
这个情况不同。专家们讲本专业的还是不会太离谱的,如果是钱老讲空气动力学问题,还是乖乖听好些。其他的么,他的意见没什么大权威性。
但是高能物理和相对论是亲戚关系,不是两股道上的。
垂直尾翼 发表于 2009-8-7 09:57
垂直尾翼 发表于 2009-8-7 09:57
重大成功的报道,估计可以拿诺贝尔了:D
垂直尾翼 发表于 2009-8-7 09:57
他们高能所的首任所长现在是中国推翻相对论的领头人。
你还能指望他们出什么成果?
diamond_1 发表于 2009-8-5 11:13

量子力学和狭义相对论没有任何矛盾之处。

广义相对论和量子力学的矛盾之处是现在量子引力理论研究的课题。
相对论是得到广泛实验证实的理论,不会被“推翻”,只可能被修正。

就象量子力学和相对论“推翻”牛顿力学了吗?工科的同志们可都还在用牛顿力学设计着我们天天用的各种东西。