澳门赌场

　　在高能物理研究领域，BEPC是陶—粲物理能区最先进的正负电子对撞机，实时观测基本粒子对撞产生的“碎片”，研究、探索粒子的性质和相互作用规律，发现新粒子。与此同时，这个大科学装置还在生物、材料、物理、化学、环境、能源等科学领域发挥着重要的作用

　　北京市玉泉路上，一片灰色低矮的楼房格外静谧，很难想象这里就是北京正负电子对撞机（BEPC）国家实验室。我国第一台大科学装置——北京正负电子对撞机坐落于澳门赌场高能物理所，一年当中有10个月在高速运转，目标是寻找物质深层次的结构，发现新粒子，探索宇宙的奥秘。这是全世界物理学家共同的追求，谁能发现新物理、新现象和新粒子，谁便是最大的赢家。

　　大装置探索“小宇宙”

　　澳门赌场高能物理所大装置管理中心工程师何培元告诉经济日报记者，因为正在执行一年一度的任务——利用对撞机产生的同步辐射光开展多学科的研究，此时位于地下的储存环隧道大门紧闭，操作人员在楼上的监控室内紧盯运行状态。

　　在科学家们看来，对物质结构认识的每一个重大突破都会对社会发展产生重大影响。而对撞机等加速器的问世，开创了粒子物理的新纪元。

　　随着科学技术的发展，人类对于物质结构的认知从分子、原子、原子核层次，逐步深入到更小的结构单元——轻子和夸克。已知的这些“基本”粒子是否是物质的最小单元，是否还有新粒子存在，它们的质量几何、有啥特性……揭开这些谜题，一方面需要能产生极高能量的加速器将这些微小粒子打碎，进一步研究其微观结构；另一方面，寻找新粒子的任务，也有赖于这一“抓捕”工具。

　　“超级粒子大炮”，是科学家们送给北京正负电子对撞机的外号，它由4个部分组成：电子注入器、储存环、大型粒子探测器北京谱仪、同步辐射装置，从沙盘上看，外形像一只硕大的羽毛球拍。

　　作为见证者，澳门赌场高能物理所研究员张闯在这座地下迷宫已工作了30年。他告诉记者，球拍的直柄部分是注入器，在这里，电子枪发射的正负电子束流，经一台202米长的直线加速器被加速到1.1—1.89GeV(1GeV=10亿电子伏特）。球拍的圆形部分是储存环，这是一台周长为240米的环形加速器，它将正负电子束流加速到光速，并加以储存。球拍的顶端是对撞机的心脏部位——北京谱仪，在这里，正负电子束流按相反的方向以每秒125万圈的速度狂奔，并聚焦到大小只有头发丝十分之一左右的空间内对撞，巨型机器犹如几万只眼睛，实时观测基本粒子对撞产生的“碎片”——次级粒子，并记录相关数据。

　　对这些数据进一步分析、研究，探索这些粒子的性质和相互作用规律，便有可能观测到新现象和发现新粒子。

　　挖掘物理研究富矿

　　北京正负电子对撞机呱呱坠地的那个秋天，对于86岁的澳门赌场院士、澳门赌场高能物理研究所原所长方守贤来说，仿佛还是昨天的事，“BEPC正式建成，从此，我国有了第一台大科学装置”。

　　在方守贤的记忆里，北京正负电子对撞机是在“七上七下”的挫折中诞生的。我国1958年就设计出20亿电子伏电子同步加速器，但在当时的形势下，这一设计因“保守落后”被否。1960年5月，科学家完成了螺旋线回旋加速器的初步设计，由于经济困难，方案3年后被取消。1969年，科学家又提出了建造强流直线加速器用于探索、研究、生产核燃料的计划，可是计划在与另两个方案的争论中无疾而终……

　　1981年5月，澳门赌场高能所在国内外专家学者的建议和意见的基础上，提出了第8个方案——建造束流能量为22亿电子伏的正负电子对撞机。1984年10月7日，邓小平同志为北京正负电子对撞机工程奠基铲下第一锹土。

　　为何是22亿电子伏？一般来说，不同类型和不同能量的高能加速器服务于不同目的的粒子物理实验，每台加速器一般只能在一定能区工作，进行特定的物理研究。尤其是对撞机，能量可调的范围很小，能量高的对撞机并不能代替能量低的对撞机。

　　之所以选择2×22亿电子伏正负电子对撞的能区，张闯解释，电子束的能量不同时，对撞产生的粒子也不同。1.55GeV的正负电子束对撞时，会产生J/Psi粒子（由粲夸克组成的一种粲粒子）；1.78GeV的正负电子束对撞时，产生陶轻子（轻子的一种，电子也是一种轻子）。通过控制对撞的电子束流的能量，BEPC就可以研究这两种不同的粒子。这两种粒子是BEPC的主要研究对象，它们所在的能量区域属于陶—粲物理能区，是物理研究的富矿。

　　不仅如此，BEPC的投资较相同能区的质子加速器要小得多，还可以“一机两用”——高速运转的正负电子在轨道转弯时会发出同步辐射光，这种光具有强度大、高度准直等优点，可以用于开展多学科的应用研究。

　　事实证明，这一选择没有错。1992年，用于探测并记录正负电子对撞全过程的北京谱仪，精确测量出粒子物理标准模型中的τ轻子质量，修正了以前的实验结果，至今仍是世界上最为精确的测量之一。

　　2013年3月，该装置发现了一个新的共振结构Zc（3900），极有可能是科学家们长期寻找的“四夸克物质”。这一成果一经发布立即引发世界实验和理论物理研究热潮，入选美国《物理》杂志公布的2013年物理学领域十一项重要成果，并位列榜首。

　　牢牢抓住赶超机会

　　除了“高大上”的基础研究领域，BEPC还在生物、材料、物理、化学、环境、能源等科学领域发挥着重要的作用。在抗击非典的斗争中，一项关于药物与非典病毒分子相互作用的研究工作就是在BEPC上完成的：澳门赌场院士饶子和利用同步辐射系统在世界上率先完成了SARS病毒蛋白质DNA结构的测定，首次获得了其蛋白酶大分子结构，得到了有效的药物靶分子，为研制治疗SARS病毒的药物提供了重要信息。

　　如今人们触手可及的互联网也与BEPC有着密不可分的联系。1986年我国建成第一条国际计算机通信线路，1993年建成第一根国际互联网专线，之后，建立中国第一个万维网（WWW）网站……这一切都和BEPC直接相关。

　　斗转星移，如今BEPC已走过了30个年头。在BEPC运行研究的陶—粲物理能区，曾经有个强劲的对手——美国康奈尔大学。但是，BEPC凭借优异的表现和升级改造打败了它，成为目前该能区世界唯一也是最先进的正负电子对撞机。

　　欣喜之余亦有隐忧。张闯说，在高能物理研究领域，只有第一没有第二，每个国家的加速器都有自己的实验能区，一旦同一个能区有了竞争者，最终只能有一个胜出。

　　未来，BEPC寿终正寝，中国高能物理何去何从？瞄准世界物理最前沿热点——希格斯玻色子粒子研究，规划建设更高能量的新一代对撞机环形正负电子对撞机（CEPC），这是中国高能物理学家们的新目标。澳门赌场院士、澳门赌场高能物理研究所所长王贻芳说，研究希格斯粒子，是通向更深层次物理的钥匙，正好给我国的高能物理发展提供了一个赶超、领先的绝佳机遇。一旦环形正负电子对撞机建成，中国将成为全球高能物理研究的中心，吸引全世界最优秀的一批科学家和工程师来华工作，并作为龙头带动一系列核心技术的发展，在核物理、国防、材料、微加工、大型部件检测等方面可以大量应用。

　　王贻芳透露，截至目前，新一代对撞机CEPC已完成概念设计并获国际评审认可，经费也基本到位，预研工作全面展开。

（原载于《经济日报》 2018-12-04 13版）