超级军网北京正负电子对撞机
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 07:46:58
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240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。
《影响》 20120214 对话2011年度国家最高科技奖获得者
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240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。
《影响》 20120214 对话2011年度国家最高科技奖获得者
《影响》 20120214 对话2011年度国家最高科技奖获得者
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240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。
《影响》 20120214 对话2011年度国家最高科技奖获得者
简述
北京正负电子对撞机的建成和投入运行，为中国粒子物理和同步辐射应用提供了基本研究实验手段和条件，成为跨部门、跨学科共同享用的实验研究基地，使中国高能物理研究进入了世界前沿，取得了具有国际水平的诸如实现τ轻子质量精确测量等成果。而且，正负电子对撞机所产生的同步辐射光作为特殊光源，可在生物、医学、化学、材料等领域开展广泛的应用研究工作。
重大科技成果
北京正负电子对撞机建成和高效运行，为中国高能物理研究取得举世瞩目的成就，跻身于世界八大高能物理研究中心之一做出了重要贡献。 在高能物理实验研究领域，取得了一系列国际领先的研究成果。1992 年，τ轻子质量测量的精确结果纠正了过去τ轻子质量的实验偏差，并把精度提高了10倍，证实了轻子普适性原理，被国际上评价为当年最重要的高能物理实验成果之一；1999年，对2-5GeV能区的强子截面进行了测量，将过去世界平均值的精度从15-20% 提高到6.6%，将Higgs质量从61GeV改变到90GeV，解决了标准模型与实验结果的一个矛盾，得到了国际高能物理界的高度赞扬；2005年，发现的新型粒子X1835开辟了一个国际前沿研究热点领域，将在多夸克态寻找和研究等方面做出重要贡献。 作为同步辐射装置，是目前国内唯一可以提供从硬X射线到真空紫外光的宽波段同步辐射光源，为凝聚态物理、材料科学、生物医学、软X光学、微电子及微机械技术等多学科应用研究提供了先进的实验平台。中国第一条生物大分子晶体学实验站于2003年建成并正式投入使用，首次获得了具有重要生物学意义的SARS冠状病毒蛋白酶大分子结构、菠菜捕光膜蛋白晶体的结构等重要成果。
推动发展与多方面的积极影响
北京正负电子对撞机的建设，不但推动了中国高能物理及相关领域的基础研究，还有力带动了中国相关高技术产业的发展，促进了中国计算机、探测技术、医用加速器、辐照加速器和工业CT等产业的技术进步，产生了巨大的经济和社会效益。 （一）相关产业发展 对撞机许多关键部件采取了世界上独一无二的方法进行研制生产，使国内相关企业在相关技术领域有了较大提高和突破，带动了中国机械、电子工业技术的发展。 在磁铁和微波部件方面，其设计和研发水平已达到国际水平，先后向美国、日本、意大利、韩国出口加速管、能量倍增器、微波系统波导元件等高科技产品，为国家赢得了荣誉；微波和高频技术的突破为中国电视和广播事业的发展发挥了积极作用，多项技术用于彩色电视发射机速调管的批量生产；对撞机相关的超高真空技术研究，使中国高技术发展所需的超高真空基础技术有了较大突破，上海真空泵厂、沈阳科学仪器研制中心等一批企业，由此具有了生产超高真空系统的能力，向科研单位、航天工业、电子工业等部门提供了优质产品，并有多项产品出口。 （二）其它方面的积极影响 在开展高能物理实验的国际合作中，实现了国内第一个计算机国际联网，引进了WWW技术并向全国推广，对中国网络技术的发展起到了巨大的推动作用。 作为人才培养基地，培养了一大批加速器与探测器领域的高水平专业人才和技术骨干，在上海光源、散裂中子源和硬X射线自由电子激光前期研究等国家未来发展方向的重大科技基础设施的建设中已开始发挥重要作用。
主要发展经历和典型经验
（一）主要发展经历 北京正负电子对撞机于1984年10月在中国科学院高能物理所开工建设，1988年10月建成，邓小平同志亲自奠基并参加了落成典礼。作为中国第一台高能加速器，1990年10月投入运行。经过多年的运行和不断升级改造，北京正负电子对撞机的加速器故障率和运行水平已跻身于国际先进行列，对撞亮度等主要指标在其工作能区居国际领先地位，已成为以高能物理为主、同步辐射兼用，开展高水平多学科研究的科学研究平台。 为进一步提升设施的综合性能，在世界同类型装置中继续保持领先地位，2003年10，国家投资6.4亿元启动了北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCII），目前工程进展顺利，预计2007年完成。改造后对撞亮度和数据获取率将提高100倍，可进行τ-粲能区的精确测量，探索新的物理现象，预期在相关物理前沿课题将取得多项具有世界领先水平的重大物理成果。 （二）典型经验 对撞机是一个极为复杂的系统，为满足高能物理和同步辐射实验的需求，运行和管理任务繁重。为切实发挥设施的效用，中科院高能物理研究所围绕北京正负电子对撞机的运行和管理，在优化学科布局、体制机制改革、人才队伍建设、科研环境建设等方面进行了一系列创新实践。 首先结合国家重大需求和学科发展前沿，积极部署前瞻性、战略性、突破性的研究工作，培育新的学科生长点；其次加强学科布局和组织结构的调整，整合资源，开展了深层次的人事管理制度、考核和激励机制、科研和工程管理机制等一系列体制机制的改革和探索，最大限度地调动和发挥了工作人员的积极性和主观能动性；同时坚持培养与引进相结合，建立起优秀的、富有活力的科技和管理队伍；加强国际、国内合作与交流，提高科学研究的整体创新能力；通过设立开放课题、聘请客座研究人员、建立合作研究组和联合实验室、合作培养研究生等方式来提高开放度等。 上述工作卓有成效，使北京正负电子对撞机在与国际接轨的科研和管理进程中前进了一大步，为建成世界先进水平的高能物理实验基地和先进加速器技术发展基地、多学科创新性研究的实验基地、培养优秀科技人才的基地和促进相关高技术产业发展的基地，为将高能所建成世界一流的研究所打下坚实的基础。
权威部门认证和评价
基于该装置完成的研究成果获得国家自然科学二等奖8项，中国科学院自然科学一等奖3项、二等奖2项、杰出科技成就奖1项，以及中国物理学会吴有训奖和胡刚复奖。 BEPC是在邓小平同志亲切关怀下建设的国家大科学工程，建成后迅速成为在30亿到50亿电子伏特能量区域居世界领先地位的对撞机，获得了大批重要的物理成果，成为国际高能物理界的热点之一。国际高能物理的发展要求BEPC进一步大幅提高加速器和探测器的性能，实现更加精确的测量，去回答高能物理实验领域许多重大的问题，探索新的物理现象。
编辑本段改造工程的成就
从1999年开始，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，使用麻花轨道实现多束团对撞，亮度提高一个数量级左右。但由于受到BEPC丰硕科研成果的吸引，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BEPC改进升级的目标相同。但是他们采用短平快的方法，声称能在2～3年内达到设计目标。实际上，他们的短平快方法并不成功，CESRc只达到了设计性能的1/5到1/8。 “然而在当时，如果BEPCII不改变方案，大幅度提高效能，我们将失去国际竞争力。”陈和生介绍，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，中国科学家接受挑战，迎难而上，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，远高于康奈尔大学对撞机，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。这个方案的验收指标是将性能提高30倍，难度极大。 这个方案得到了科学界的支持和国家的批准，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。研究人员在参考国际先进的双环方案的基础上，根据“一机两用”的设计原则，巧妙地利用外环提供同步辐射光，并将硬X光的强度提高了一个数量级，满足广大同步辐射用户的需求。 BEPCII工程于2004年1月动工，计划工期5年，改造的主要目标是提高对撞机的性能，使粲物理数据增加两个数量级。 “我们边建设边提供同步辐射光，创国际先例。”陈和生说，尽管工程建设和调束的时间十分紧张，高能所仍坚持以国家需求为己任，考虑到上海同步辐射光源尚未建成，为了保证国内广大同步辐射用户研究工作的需要，主动将工程建设分为三个阶段：直线加速器改造、储存环改造和探测器改造，并克服重重困难，在每个阶段都插入同步辐射运行，最大限度地减少工程对同步辐射用户造成的影响，创造了在大型加速器的建设过程中提供同步辐射专用光服务的国际先例。 2009年4月下旬，开始本轮调束前，BEPCII/北京谱仪III进行物理数据采集，仅用不到一个月的时间，就获得了1亿 ψ（2S）衰变事例，是目前世界上最大的在ψ (2S）共振峰上采集的数据样本，数据质量非常好。而改造前获取1400万事例要用三个多月的时间。 “BEPCII挑战加速器建设和调试的难度极限。”陈和生透露，国际上成功的双环电子对撞机的周长一般在2公里以上，而北京正负电子对撞机（BEPC）储存环的周长短，只有240米。隧道原来是给单环设计的，空间狭小，现在要在隧道内给正负电子束流各做一个储存环，设备拥挤到了极点。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，BEPCII的对撞区非常短，必须在28米内实现。 其次，多项先进技术为首次应用。为了继续保持在τ—粲物理能区的先进性，工程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，而高能物理对撞机的加工精度往往比航天、航空领域的要求还要高。比如，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。其他首次应用的技术还有加速器建造中的横向反馈系统、超导高频系统、超导磁铁、全环轨道慢反馈、束团流强检测控制，探测器建造中的高分辨率晶体量能器、小单元氦基气体漂移室、大型螺线管超导磁体、阻性板室（RPC）等。 据悉，BEPCII对撞亮度达到验收指标的消息传出，世界各大实验室的加速器专家，如欧洲核子研究中心（CERN）的副所长Steve Myers、大型正负电子对撞机LEP和大型强子对撞机LHC的调束运行负责人CERN的Paul Collier博士、美国布鲁克海文实验室（BNL）的著名加速器专家翁武忠博士、美国斯坦福直线加速器中心（SLAC）的赵午教授等纷纷在第一时间发来邮件表示祝
http://kejiao.cntv.cn/character/ ... 120214/101744.shtml
北京正负电子对撞机的建成和投入运行，为中国粒子物理和同步辐射应用提供了基本研究实验手段和条件，成为跨部门、跨学科共同享用的实验研究基地，使中国高能物理研究进入了世界前沿，取得了具有国际水平的诸如实现τ轻子质量精确测量等成果。而且，正负电子对撞机所产生的同步辐射光作为特殊光源，可在生物、医学、化学、材料等领域开展广泛的应用研究工作。
重大科技成果
北京正负电子对撞机建成和高效运行，为中国高能物理研究取得举世瞩目的成就，跻身于世界八大高能物理研究中心之一做出了重要贡献。 在高能物理实验研究领域，取得了一系列国际领先的研究成果。1992 年，τ轻子质量测量的精确结果纠正了过去τ轻子质量的实验偏差，并把精度提高了10倍，证实了轻子普适性原理，被国际上评价为当年最重要的高能物理实验成果之一；1999年，对2-5GeV能区的强子截面进行了测量，将过去世界平均值的精度从15-20% 提高到6.6%，将Higgs质量从61GeV改变到90GeV，解决了标准模型与实验结果的一个矛盾，得到了国际高能物理界的高度赞扬；2005年，发现的新型粒子X1835开辟了一个国际前沿研究热点领域，将在多夸克态寻找和研究等方面做出重要贡献。 作为同步辐射装置，是目前国内唯一可以提供从硬X射线到真空紫外光的宽波段同步辐射光源，为凝聚态物理、材料科学、生物医学、软X光学、微电子及微机械技术等多学科应用研究提供了先进的实验平台。中国第一条生物大分子晶体学实验站于2003年建成并正式投入使用，首次获得了具有重要生物学意义的SARS冠状病毒蛋白酶大分子结构、菠菜捕光膜蛋白晶体的结构等重要成果。
推动发展与多方面的积极影响
北京正负电子对撞机的建设，不但推动了中国高能物理及相关领域的基础研究，还有力带动了中国相关高技术产业的发展，促进了中国计算机、探测技术、医用加速器、辐照加速器和工业CT等产业的技术进步，产生了巨大的经济和社会效益。 （一）相关产业发展 对撞机许多关键部件采取了世界上独一无二的方法进行研制生产，使国内相关企业在相关技术领域有了较大提高和突破，带动了中国机械、电子工业技术的发展。 在磁铁和微波部件方面，其设计和研发水平已达到国际水平，先后向美国、日本、意大利、韩国出口加速管、能量倍增器、微波系统波导元件等高科技产品，为国家赢得了荣誉；微波和高频技术的突破为中国电视和广播事业的发展发挥了积极作用，多项技术用于彩色电视发射机速调管的批量生产；对撞机相关的超高真空技术研究，使中国高技术发展所需的超高真空基础技术有了较大突破，上海真空泵厂、沈阳科学仪器研制中心等一批企业，由此具有了生产超高真空系统的能力，向科研单位、航天工业、电子工业等部门提供了优质产品，并有多项产品出口。 （二）其它方面的积极影响 在开展高能物理实验的国际合作中，实现了国内第一个计算机国际联网，引进了WWW技术并向全国推广，对中国网络技术的发展起到了巨大的推动作用。 作为人才培养基地，培养了一大批加速器与探测器领域的高水平专业人才和技术骨干，在上海光源、散裂中子源和硬X射线自由电子激光前期研究等国家未来发展方向的重大科技基础设施的建设中已开始发挥重要作用。
主要发展经历和典型经验
（一）主要发展经历 北京正负电子对撞机于1984年10月在中国科学院高能物理所开工建设，1988年10月建成，邓小平同志亲自奠基并参加了落成典礼。作为中国第一台高能加速器，1990年10月投入运行。经过多年的运行和不断升级改造，北京正负电子对撞机的加速器故障率和运行水平已跻身于国际先进行列，对撞亮度等主要指标在其工作能区居国际领先地位，已成为以高能物理为主、同步辐射兼用，开展高水平多学科研究的科学研究平台。 为进一步提升设施的综合性能，在世界同类型装置中继续保持领先地位，2003年10，国家投资6.4亿元启动了北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCII），目前工程进展顺利，预计2007年完成。改造后对撞亮度和数据获取率将提高100倍，可进行τ-粲能区的精确测量，探索新的物理现象，预期在相关物理前沿课题将取得多项具有世界领先水平的重大物理成果。 （二）典型经验 对撞机是一个极为复杂的系统，为满足高能物理和同步辐射实验的需求，运行和管理任务繁重。为切实发挥设施的效用，中科院高能物理研究所围绕北京正负电子对撞机的运行和管理，在优化学科布局、体制机制改革、人才队伍建设、科研环境建设等方面进行了一系列创新实践。 首先结合国家重大需求和学科发展前沿，积极部署前瞻性、战略性、突破性的研究工作，培育新的学科生长点；其次加强学科布局和组织结构的调整，整合资源，开展了深层次的人事管理制度、考核和激励机制、科研和工程管理机制等一系列体制机制的改革和探索，最大限度地调动和发挥了工作人员的积极性和主观能动性；同时坚持培养与引进相结合，建立起优秀的、富有活力的科技和管理队伍；加强国际、国内合作与交流，提高科学研究的整体创新能力；通过设立开放课题、聘请客座研究人员、建立合作研究组和联合实验室、合作培养研究生等方式来提高开放度等。 上述工作卓有成效，使北京正负电子对撞机在与国际接轨的科研和管理进程中前进了一大步，为建成世界先进水平的高能物理实验基地和先进加速器技术发展基地、多学科创新性研究的实验基地、培养优秀科技人才的基地和促进相关高技术产业发展的基地，为将高能所建成世界一流的研究所打下坚实的基础。
权威部门认证和评价
基于该装置完成的研究成果获得国家自然科学二等奖8项，中国科学院自然科学一等奖3项、二等奖2项、杰出科技成就奖1项，以及中国物理学会吴有训奖和胡刚复奖。 BEPC是在邓小平同志亲切关怀下建设的国家大科学工程，建成后迅速成为在30亿到50亿电子伏特能量区域居世界领先地位的对撞机，获得了大批重要的物理成果，成为国际高能物理界的热点之一。国际高能物理的发展要求BEPC进一步大幅提高加速器和探测器的性能，实现更加精确的测量，去回答高能物理实验领域许多重大的问题，探索新的物理现象。
编辑本段改造工程的成就
从1999年开始，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，使用麻花轨道实现多束团对撞，亮度提高一个数量级左右。但由于受到BEPC丰硕科研成果的吸引，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BEPC改进升级的目标相同。但是他们采用短平快的方法，声称能在2～3年内达到设计目标。实际上，他们的短平快方法并不成功，CESRc只达到了设计性能的1/5到1/8。 “然而在当时，如果BEPCII不改变方案，大幅度提高效能，我们将失去国际竞争力。”陈和生介绍，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，中国科学家接受挑战，迎难而上，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，远高于康奈尔大学对撞机，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。这个方案的验收指标是将性能提高30倍，难度极大。 这个方案得到了科学界的支持和国家的批准，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。研究人员在参考国际先进的双环方案的基础上，根据“一机两用”的设计原则，巧妙地利用外环提供同步辐射光，并将硬X光的强度提高了一个数量级，满足广大同步辐射用户的需求。 BEPCII工程于2004年1月动工，计划工期5年，改造的主要目标是提高对撞机的性能，使粲物理数据增加两个数量级。 “我们边建设边提供同步辐射光，创国际先例。”陈和生说，尽管工程建设和调束的时间十分紧张，高能所仍坚持以国家需求为己任，考虑到上海同步辐射光源尚未建成，为了保证国内广大同步辐射用户研究工作的需要，主动将工程建设分为三个阶段：直线加速器改造、储存环改造和探测器改造，并克服重重困难，在每个阶段都插入同步辐射运行，最大限度地减少工程对同步辐射用户造成的影响，创造了在大型加速器的建设过程中提供同步辐射专用光服务的国际先例。 2009年4月下旬，开始本轮调束前，BEPCII/北京谱仪III进行物理数据采集，仅用不到一个月的时间，就获得了1亿 ψ（2S）衰变事例，是目前世界上最大的在ψ (2S）共振峰上采集的数据样本，数据质量非常好。而改造前获取1400万事例要用三个多月的时间。 “BEPCII挑战加速器建设和调试的难度极限。”陈和生透露，国际上成功的双环电子对撞机的周长一般在2公里以上，而北京正负电子对撞机（BEPC）储存环的周长短，只有240米。隧道原来是给单环设计的，空间狭小，现在要在隧道内给正负电子束流各做一个储存环，设备拥挤到了极点。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，BEPCII的对撞区非常短，必须在28米内实现。 其次，多项先进技术为首次应用。为了继续保持在τ—粲物理能区的先进性，工程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，而高能物理对撞机的加工精度往往比航天、航空领域的要求还要高。比如，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。其他首次应用的技术还有加速器建造中的横向反馈系统、超导高频系统、超导磁铁、全环轨道慢反馈、束团流强检测控制，探测器建造中的高分辨率晶体量能器、小单元氦基气体漂移室、大型螺线管超导磁体、阻性板室（RPC）等。 据悉，BEPCII对撞亮度达到验收指标的消息传出，世界各大实验室的加速器专家，如欧洲核子研究中心（CERN）的副所长Steve Myers、大型正负电子对撞机LEP和大型强子对撞机LHC的调束运行负责人CERN的Paul Collier博士、美国布鲁克海文实验室（BNL）的著名加速器专家翁武忠博士、美国斯坦福直线加速器中心（SLAC）的赵午教授等纷纷在第一时间发来邮件表示祝
http://kejiao.cntv.cn/character/ ... 120214/101744.shtml