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北京正负电子对撞机突破世界记录
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王九庆
中国科学院高能物理研究所副所长

 
 专家解读
 经过改造后的北京正负电子对撞机的主要性能指标亮度,是工作在相同能量区的美国同类装置曾创下的世界纪录的5倍。国际上没有一台对撞机的储存环周长,像北京正负电子对撞机的那样短。周长越短,规模就越小,难度和技术要求就越高。从上世纪80年代建成投入使用到现在,它伴随着中国高能物理研究走向世界。【详细】
存储环周长只有240米
中国北京正负电子对撞机储存环周长只有240米,美国斯坦福大学和日本高能加速器研究机构的储存环,周长都在2公里以上。
 
中国牌加速管供应全球
中国生产的加速管,质量和国外生产的加速管完全一样,许多国外实验室向中国订购加速管。
 
测定SARS病毒蛋白质结构
SARS流行期间,科学家通过同步辐射光源对该病毒的蛋白质晶体结构进行了分析,为研制药物、控制疫情做出重要贡献
 
助推中国高能物理发展
应该说我们现在在国际高能物理领域有了很大的发言权,这块“阵地”比原来大了许多,地位也巩固了许多。

 国际对比
  大型强电子对撞机的设计和四次探测器实验可追溯到1980年。此项目的规模是国际性的,法国和德国是这一项目的主要贡献国,其次是英国和意大利。在国际范围内,其它一些国家如美国、日本、俄罗斯和印度对此项目都有特殊投入。欧洲核子研究中心的莱泼正负电子对撞机,是目前世界上最大的正负电子对撞机。北京正负电子对撞机的建成,使我国一些重大科研成果达到国际领先水平成为可能。
 对撞机主要类型
主要机型 特点和应用
电子-正电子对撞机   相应的造价就比较低,目前世界上已建成的对撞机大部分是属于这一类的。这种对撞机中所需的正电子是由能量为几十兆电子伏以上的电子打靶后产生的,为了得到尽可能强的正电子束,往往需要建造一台低能量的强流电子直线加速器。另外产生出来的正电子束尚需再度注入到注入器中,与电子一起加速到必要的能量,再注入到对撞机中去。由于正电子束的强度只及电子束的千分之一到万分之一,所以需要几分甚至几十分钟的积累,才能达到足够的强度。【详细】
质子-质子 对撞机   这种对撞机需要建造两个环,分别储存两束相反方向回旋的质子束,才能实行质子与质子的对撞。由于质子作回旋运动时,其同步辐射要比电子小得多,在目前质子达到的能量范围内,可以略去不计,因此为缩小这类对撞机的规模,尽量采用强磁场,这就需要采用超导磁体。另外,质子束的积累也不如电子对撞机那样方便,它必须依靠动量空间的积累来实现。【详细】
质子-反质子对撞机   质子与反质子的质量相同,电荷相反,也只需要造一个环就能进行对撞。这种对撞机发展得较晚,主要原因在于由高能质子束打靶产生的反质子束强度既弱,性能又差,无法积累到足够的强度与质子对撞。70年代后期,“冷却”技术的成功,给予这种对撞机巨大的生命力。【详细】
电子-质子 对撞机   这种对撞机的主要困难在于电子束的横截面很小,线度约为几分之一毫米,而质子的横截面较大,线度约为一厘米左右。前者束流较密集,后者较疏松,两者相撞时作用几率很小,目前正在研究中,实现这种对撞需建立两个环,一个是低磁场的常规磁铁环,以储存及加速电子;另一个是高场的超导磁体环,以储存并加速质子,两个环的半径相同并放在同一隧道中,所以电子的能量通常是几十吉电子伏,质子的能量为几百吉电子伏。【详细】
电子直线对撞机   为避免电子作回旋运动时同步辐射损失引起的困难,早在1965年已有人指出,在电子能量高于上百吉电子伏时,应采用直线型来进行对撞,就是说,应采用两台电子直线加速器加速两股运动方向相反的电子束(或正负电子束)待达到预定能量后,两股电子束被引出并在某点相碰。碰撞一次后的电子束即被遗弃,不再重复利用。当然,只有当这些被遗弃的电子束单位时间所带走的能量小于环形对撞机中同步辐射的损失功率,这种方案才会被考虑。【详细】

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