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中国首台高能加速器的华丽变身—新闻—科学网

发布时间:2017-12-04 阅读:

  中国首个高能加速器华丽转型 - 新闻中心 - 科技网

  你还记得中学教科书中介绍的北京正负电子对撞机吗?这种英文BEPC装置是中国第一台高能同步加速器,也是中国第一台大型科学仪器,几乎已经被所有中国人孕育并孕育。

  最近,这个让人们为之骄傲写下历史的巨大科学仪器再次成为笑柄。但这一次是升级版本。

  2009年,历时5年,耗资6.4亿元。 BEPC实现了绚丽的改造,并通过重大改造项目升级为BEPCII。当BEPCII建成并开始向用户提供光束时,整体性能比原来的BEPC提高了30倍以上,是康乃尔加速器CESRc在该能源地区设定的世界纪录的四倍以上。 2016年4月,在BEPCII的设计能量下,峰值碰撞亮度达到了设计指标,是原BEPC的100倍,创造了该地区另一个亮度碰撞的世界纪录。

  今年1月,这一重大改造工程获得了2016年度国家科技进步一等奖。中国高能物理引领国际科技前沿武器当之无愧。

  国际比赛:无烟战场

  1989年,BEPC即将启动。当时,现任高能物理所副所长秦青还是个研究生。在BEPC项目经理,中国科学院方树贤的建议下,秦先生参与了BEPC的运行和改进工作。没想到,未来28年,秦清的高能体育事业与大科学装置有着千丝万缕的联系。

  我的主要工作是BEPC,以及主要改造项目的设计,建造,调整和运行。秦青告诉“中国科学报”记者。

  当时,为了帮助青年科学家深入参与对撞机的国际前沿,HEPT派出年轻科学家到各国顶级对撞机实验室交流学习。秦青被派往欧洲核研究中心参加大型强子对撞机的设计和研究工作。后来它被送到了美国康奈尔大学的威尔逊实验室,那里是美国着名的CESR。

  BEPC和CESR将能源转化为能源,CESRc曾经是竞争对手。 1988年,BEPC在Langneng地区完成后是世界领先的对撞机,并引起了世界的关注,如Latron质量的准确测量,R值的测量和新粒子X(1835)的发现, 。为了争夺能源领域的物理成就,CESR从2000年开始在能源领域进行研究,并提出了CESRc / CLEOc计划,将束流能量从5.6GeV降低到1.55 2.5GeV。其减少能源运行,将完全超过BEPC和最初提出的BEPC升级目标。

  从2004年开始,BEPC的牵头给CESRc在美国康奈尔大学(Cornell University)提供了一个正负电子对撞机。

  事实上,早在1998年,北京电力局就提出了转型计划。然而,在CESR转换成CESRc之后,其设计碰撞的亮度高于原始BEPC。在这种情况下,即使我们建成,也是没有意义的。所以我们修改了程序,把原来的单循环冲突方案改成了双循环程序,再加上一定的投资。秦青说。

  极限挑战:设备性能发挥极致

  程序变化,这意味着难度增加。 BEPC重建比建造时更加困难。 BEPC重大改造工程第一人,中科院项目经理陈和生不禁感慨。

  每个参与者都有自己的经验是多么困难。

  余承辉是中科院高能所研究员,现任加速器物理团队负责人,对撞机亮度测试负责人。他参与了BEPCII之前的物理设计,中期的设备安装调试,以及后期的整机性能优化。

  当时的压力不但要提升自己,还要赢得对方。在程辉的心中,我意识到在同样的高能物理领域,两个同样的正负电子对撞机不能共存,只能是最好的生存之一。

  成辉在2012年左右的印象中,BEPCII的调整和运行遇到了一个很大的障碍,当时我们反复委托光束参数两年多,但没有达到理论预期,时间真的很担心。程辉说。

  从那时起,他们对物理解决方案进行了重新设计和优化,新的解决方案有效地使加速器达到了预期的物理目标。到2013年,我们将最终在我们的心中。从那以后到2016年,我们一直在挑战硬件限制,并试图微调每一个设备。程辉说。

  最终BEPCII突破了双环对撞机的设计和施工难点,克服了BEPCII的关键核心技术,使BEPCII的综合性能达到了先锋领域的领先地位,达到了10倍以上竞争对手CESRc。

  科学没有科学,科学成就是有边界的。现在,在与美国康奈尔大学的高能物理竞赛中,我们在对撞机性能和对撞机的物理结果方面都赢得了胜利。程辉叹了口气。

  不仅如此,北京谱仪BESIII的整体表现也达到了国际最佳水平。 BEPCII不仅实现了高效运行,而且实现了同步运行的同时进行的全能注入和高能物理实验。

  过去的记忆:我感觉像坐过山车

  近几年来,BEPCII在成辉时刻对BEPCII的运行情况进行了跟踪,特别是在调整期初碰撞机。无论什么时候遇到困难,都会陷入每一个设计阶段,因为害怕失察。

  无论哪个部分是有缺陷的,其影响是严重的。在发生致命问题时,整个安装的性能会受到影响。程辉说。

  直到最后的BEPCII达到设计规格,程辉才彻底松了口气:在此之前,我不怕对不起,对不起国,对不起周围的同事,我们设计的对撞机,你必须说出来!

  这种想法和压力,不仅仅只在程辉。参与该项目的研究人员,情绪喜欢做过山车,日常情绪都是BEPCII项目之旅的进展。

  当我们看到第一束射入储存环的时候,我们一次又一次地得到颠簸的亮度,我们都非常高兴,并且我们得到了很好的能量物理结果,就像我们自己的孩子一样。但是如果遇到抛梁,打坏,说错等等问题,物理要求的进度就会上升,我们都很沮丧。秦青说。

  令所有项目组成员满意的是,自2008年BEPCII开始运行以来,其高强度对撞机和高性能探测器的优势得到充分开发,日均数据采集量增加了两个数量级。 BESIII国际合作组织由来自11个国家50多所大学和研究机构的400多名科学家组成,也是我所领导的一个重要的国际合作组织。研究了光强基因的遗传和黑色素的衰变。一些重要的重要物理成果获得了一系列重要的物理成果,如Zc(3900)的首次发现,薁。

  但有意思的是,当他们得知该项目获得国家科技进步一等奖的时候,程辉却淡了:国家科技奖是我们的肯定和鼓励。但是,每个项目的进展和成果所带来的心理喜悦远远大于国家奖励带来的喜悦。

  我们还在进行一些小的改造,希望积累大量的数据,同时在技术上取得更多新的突破,为今后建设新的对撞机或同步辐射光源积累经验。程辉笑着说。

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