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21世纪的高能物理正处在重大发现的前夜
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陈和生
中国科学院院士,中科院高能物理研究所所长,我国著名的粒子物理学家,从2001年起担任北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)指挥部经理。

 
 专家解读
  在经历了“七上八下”的反覆之后,北京正负电子对撞机终于在邓小平的推动下开始了建设,这是中国高能物理领域发展的起始。经过中国科学家20多年的努力,以北京正负电子对撞机为重要实验基地的中国高能物理研究,开始在国际上占有重要的一席之地。21世纪,科学家们面临一个重大的挑战,这个挑战里机遇无穷。【详细】
建造对撞机方案多次修改
1973年,正式成立了中国科学院高能物理研究所。经过“七下八上”,各种方案的变换以及国家经济形势的变换,中央于1982年最终决定建造北京正负电子对撞机。
 
80年代中期引进因特网
1986年,高能所通过高能物理的国际合作,建立了从北京到欧洲核子物理研究中心的网络连接,这是一个稳定可靠的网络连接,可以远程登录因特网。
 
培养大批高能物理人才
BEPC的建设是我国高能物理发展的里程碑。BEPC建成之后,成为世界的八大高能物理研究中心之一,我们在高能物理领域有了一席之地。
 
自主研究与国际合作并进
属于国际精确测量前沿、而且是能够以我国为主建设的,我们就应当积极发展。能量最高的大型加速器则超出了任何一国的能力,需要大型国际合作。

 国际对比
  高能物理研究当前仍然是基础物理科学的最前沿,被认为是最重要的学科之一。它深刻地影响着人类对物质世界认识的基本观念。世界最大的高能物理研究基地是欧洲核子研究中心。其卓越成绩已经成为国际合作的典范。建有世界上最大的正负电子对撞机和超级质子同步加速器。美国也在高能物理研究领域中一路领先,著名的费米实验室配备有世界上最大的质子(p加速器或一万亿电子伏加速器,实验室还自行研制了大量世界一流的包括探测器等在内的辅助高能物理研究设备。另外日本高能加速器研究机构(KEK)和德国电子加速器中心(DESY)也是知名的高能物理研究中心。
 欧洲大型强子对撞机之最
对撞机特点 所创记录
世界上最大的机器   大型强子对撞机的精确周长是2.6659万米,内部总共有9300个磁体。不仅大型强子对撞机是世界上最大的粒子加速器,而且仅它的制冷分配系统(cryogenic distribution system)的八分之一,就称得上是世界上最大的制冷机。制冷分配系统在充满近60吨液态氦,将所有磁体都冷却到零下271.3摄氏度(1.9开氏度)前,它将先利用1.008万吨液态氮将这些磁体的温度降低到零下193.2摄氏度。【详细】
世界上最快的跑道   功率达到最大时,数万亿个质子将在大型强子对撞机周围的加速器环内以每秒1.1245万次的频率急速穿行,它们的速度是光速的99.99%。两束质子光束分别以70亿电子伏特的最大功率相向而行,在功率达到140亿电子伏特时发生碰撞。每秒总共能发生大约6亿次撞击。【详细】
银河系中最热的热点   大型强子对撞机是一个极热和极冷的机器。当两束质子束相撞时,它们将在一个极小的空间内产生比太阳中心热10万倍的高温。与之相比,促使超流体氦在加速器环周围循环的制冷分配系统,让大型强子对撞机保持在零下271.3摄氏度(1.9开氏度)的超低温环境下,这个温度比外太空的温度还低。【详细】
最大最先进的探测器   为了抽样检查和记录每秒多达6亿次的质子相撞结果,物理学家和工程师已经制造了测量粒子的精确度是微米的庞大仪器。大型强子对撞机的探测器拥有先进的电子触发系统,它测量粒子经过时所用时间的精确度,大约是十亿分之一秒。这个触发系统在确定粒子的位置时,精确度可达百万分之一米。这种令人难以置信的快速和精确反应,是确保一个探测器连续层内记录的粒子保持一致的基础。【详细】
世界最强大的计算机系统   记录大型强子对撞机进行的每项大试验的数据,每年大约足够刻10亿张双面DVD光盘。据估计,大型强子对撞机的寿命是15年。为了让世界各地的数千名科学家在未来15年内通力合作,分析这些数据,分布在世界各地的好几万台电脑将利用一种被称作网格的分散式计算网(distributed computing network)实施研究工作。【详细】

前沿科学领域
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