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正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是一個(gè)使正負(fù)電子產(chǎn)生對(duì)撞的設(shè)備,，它將各種粒子(如質(zhì)子、電子等)加速到極高的能量,，然后使粒子轟擊一固定靶,。通過研究高能粒子與靶中粒子碰撞時(shí)產(chǎn)生的各種反應(yīng)研究其反應(yīng)的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)新粒子,、新現(xiàn)象,。 用加速器的粒子轟擊靜止的靶，就像在一起交通事故中的一輛汽車撞到一輛停在路邊的汽車上,，撞車的能量很大一部分要消耗到使停在路邊的汽車向前沖上,，碰撞的威力就不夠大。如果使兩輛相向開行的高速汽車對(duì)頭相撞,，碰撞的威力就大許多倍,。基于這種想法,，科學(xué)家們?cè)?0年代初研制成功了對(duì)撞機(jī),。目前世界上已建成或正在興建的對(duì)撞機(jī)有10多臺(tái),。 1988年10月竣工的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，是國際科技合作的結(jié)晶,。我國科學(xué)家以務(wù)實(shí),、創(chuàng)新的精神，積極與世界各大高能物理實(shí)驗(yàn)室合作,，并引進(jìn)了大功率速調(diào)管,、快電子學(xué)等國際先進(jìn)技術(shù)，使其成為該工作能區(qū)國際領(lǐng)先的對(duì)撞機(jī),。 1989年12月8日,，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)同步輻射裝置今天通過國家鑒定。 由29位專家組成的鑒定委員會(huì)認(rèn)為,，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)同步輻射裝置開始投入運(yùn)行,，為自然科學(xué)研究、技術(shù)科學(xué)發(fā)展和工業(yè)應(yīng)用提供了良好的條件,，必將對(duì)促進(jìn)各學(xué)科的相互滲透和對(duì)諸多領(lǐng)域?qū)W科的發(fā)展帶來巨大的推動(dòng),。 據(jù)介紹，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)有高能物理實(shí)驗(yàn)與同步輻射兼用模式和同步輻射專用模式,。在儲(chǔ)存環(huán)外圍有兩個(gè)同步輻射實(shí)驗(yàn)室,。第一期計(jì)劃建成了三個(gè)前端區(qū)和三條光束線。在光束線上,，專家們利用聚焦X光和真空紫外光做了激光晶體材料的X光激發(fā)發(fā)光實(shí)驗(yàn),，觀測(cè)到一些國內(nèi)外尚未得到過的、有價(jià)值的新現(xiàn)象,。還利用同步輻射光源提供的高亮度X光,，幾十秒鐘即可完成對(duì)單根頭發(fā)絲進(jìn)行的X光激發(fā)熒光譜分析，達(dá)到了國外實(shí)驗(yàn)室所能達(dá)到的最高水平,。 這項(xiàng)裝置的運(yùn)行使用,，將提供從真空紫外光到硬Ｘ光的很大光譜范圍的同步輻射光，供生物物理,、生物化學(xué),、光化學(xué)、固體物理,、原子和分子物理,、表面物理、材料科學(xué),、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)及醫(yī)學(xué)研究等方面的應(yīng)用,。 1989年對(duì)撞機(jī)投入高能物理實(shí)驗(yàn)，建立了以中國科學(xué)家為主導(dǎo)的北京譜儀合作組，美國十多所大學(xué)和研究所的科學(xué)家參加合作研究,，在τ-粲物理領(lǐng)域做出了國際一流的成果,，例如中美科學(xué)家1991年在北京譜儀上合作完成的τ輕子質(zhì)量的精確測(cè)定，被李政道教授譽(yù)為當(dāng)年"高能物理界最重要的發(fā)現(xiàn)",。 對(duì)撞機(jī)又作為同步輻射裝置,，在凝聚態(tài)物理、材料科學(xué),、地球科學(xué),、化學(xué)化工、環(huán)境科學(xué),、生物醫(yī)學(xué),、微電子技術(shù)、微機(jī)械技術(shù)和考古等應(yīng)用研究領(lǐng)域取得了一大批驕人的成果,。利用同步輻射光對(duì)高溫超導(dǎo)材料進(jìn)行的深入研究,；對(duì)世界上最大尺寸的碳60晶體以及在0.1-0.3微米X射線光刻技術(shù)的研究均取得重要突破；在微機(jī)械技術(shù)方面,，制成了直徑僅4毫米超微電機(jī),，這種電機(jī)將能在醫(yī)療、生物和科研等方面有獨(dú)特的用途,。 研究未有窮期,。為探索物質(zhì)奧秘并造福人類，我國科學(xué)家將在不斷認(rèn)識(shí)微觀世界的跋涉中繼續(xù)奮進(jìn),。 大科學(xué)裝置的存在和應(yīng)用水平,，是一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的具象。它如同一塊巨大的磁鐵,，能夠集聚智慧,，構(gòu)成一個(gè)多學(xué)科陣地。作為典型的大科學(xué)裝置,，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的重大改造工程就是要再添磁力,。 2007年3月26日上午，陳和生院士站在歡騰的人群中,，把手中紙杯高高舉起："為了重大改造工程新的里程碑,，干杯,！"陳和生所說的新里程碑,，就是剛剛?cè)〉玫恼?fù)電子對(duì)撞成功。 身兼北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)重大改造工程經(jīng)理,，中科院高能所所長(zhǎng)陳和生如此激動(dòng)的理由很充分,，"這次正負(fù)電子束流對(duì)撞成功，是新雙環(huán)對(duì)撞機(jī)的第一次電子對(duì)撞，意味著改造工程雙環(huán)對(duì)撞方案的成功,，同時(shí)也顯示出重大改造工程更有信心地進(jìn)入最后一個(gè)階段,。" 奧運(yùn)年將是北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)重大改造工程的完工年。這項(xiàng)從2003年開始,，耗資6.4億元,、為期5年的大科學(xué)裝置改造工程分三個(gè)階段完成。去年11月,，儲(chǔ)存環(huán)單環(huán)改雙環(huán)這一最關(guān)鍵和最困難的環(huán)節(jié)已經(jīng)度過,，順利完成對(duì)撞機(jī)重大改造工程的第二階段任務(wù)，剩下就是安裝對(duì)撞機(jī)上的大型粒子探測(cè)器北京譜儀的任務(wù),。 改造工程采用的是世界先進(jìn)的雙環(huán)交叉對(duì)撞方案,，原先電子只有一條"光速跑道"，改造后正負(fù)電子各占一條"跑道"進(jìn)行大角度水平對(duì)撞,，對(duì)撞機(jī)性能將提高100倍,。不過，改造難度也是超乎想象,，十幾噸的設(shè)備不能使用大吊車安放,，數(shù)萬根電纜一根都不能接錯(cuò)，這些僅僅是改造工程千頭萬緒的幾縷,。 "比如隧道原來是給單環(huán)設(shè)計(jì),，空間狹小，現(xiàn)在安裝雙環(huán)就擁擠到了極點(diǎn),。國外成功的雙環(huán)對(duì)撞機(jī)是在80米距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)電子對(duì)撞再分開,，我們必須在28米內(nèi)實(shí)現(xiàn)。"陳和生說,，改造中許多技術(shù)和設(shè)備國內(nèi)從未有過,，而高能物理對(duì)撞機(jī)的加工精度比航天、航空領(lǐng)域還要高,。 北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)在我國大科學(xué)裝置工程中赫赫有名,，為示范之作。1988年10月16日凌晨實(shí)現(xiàn)第一次對(duì)撞時(shí),，曾被形容為"我國繼原子彈,、氫彈爆炸成功、人造衛(wèi)星上天之后,，在高科技領(lǐng)域又一重大突破性成就",。北京正負(fù)對(duì)撞機(jī)重大改造工程的實(shí)施，將讓這一大科學(xué)裝置"升級(jí)換代",，繼續(xù)立在國際高能物理的前端,。 它曾為非典研究作過貢獻(xiàn),。北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的同步輻射系統(tǒng)曾于2002年建成我國第一個(gè)專用于生物大分子結(jié)構(gòu)分析的同步輻射光束線和實(shí)驗(yàn)站，這套裝置已成為我國結(jié)構(gòu)基因組研究的一個(gè)重要平臺(tái),。在生物大分子光束線站上,，去年首次獲得了SARS病毒蛋白酶大分子結(jié)構(gòu)。 另外,，目前材料界最時(shí)髦的納米結(jié)構(gòu)研究也多在對(duì)撞機(jī)的同步輻射站上進(jìn)行,。 |
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