1988年10月16日,中國第一座高能加速器??北京正負電子對撞機首次對撞成功。這是中國繼原子彈、氫彈爆炸成功、人造衛星上天之後,在高科技領域又一重大突破性成就。 這是北京正負電子對撞機的大型探測系統??譜儀。 新華社發(資料照片)
新華網北京12月30日電(李斌、楊文婷)你也許去醫院照過X光,但是你知道用正負電子對撞機發出的超強X光給物質的微觀結構「拍照」嗎?完成第二階段改造任務的北京正負電子對撞機同步輻射裝置25日起重新向用戶提供同步輻射服務,也就是利用對撞機發出的超強X光對物質進行微觀「成像」。
「因為改造對撞機,同步輻射服務停了一年多。許多用戶都在等著做實驗。」中科院高能物理研究所所長陳和生院士30日在此間說。
在實驗站,記者見到,有的科學家正在對線蟲「吃」稀土以後的變化進行探測,有的在對催化劑進行探測。一臺電腦上,一個老鼠的立體耳蝸和一個三維的蒼蠅在電腦上旋轉。「這都是通過超強X光探測獲得的。」專家解釋,「由於老鼠的耳蝸和人的耳蝸相似,科學家將以此為基礎進行聽力研究。」
正負電子對撞機是一種先進的粒子加速器,是當前研究物質微觀世界最小構成單元及其相互作用規律的主要科學手段之一。2004年起,經有關部門批准,我國投資6億多元對北京正負電子對撞機進行改造,計劃工期5年,改造的主要目標是提高對撞機和同步輻射裝置的性能,使X光提高一個數量級左右。
改造分直線加速器改造、儲存環改造、探測器改造等三個階段。作為改造工程最關鍵和最困難的一仗,儲存環改造於今年11月完成——將一個儲存環改造成了兩個儲存環。
完成第二階段改造的北京正負電子對撞機,性能已經大大提高,儲存環中電子束流的能量從改造前22億電子伏特提高到25億電子伏特,流強達到120毫安,同步輻射的強度比改造前有了成倍的提高。
「電子在儲存環中拐彎時會產生X光,電子對撞機中產生的X光,比醫院中的X光至少要『強』百萬倍以上。」陳和生說,「X光波長一般在0.1納米左右,因此可以用來探測物質微觀結構。」
配合北京正負電子對撞機的改造,科學家對北京同步輻射裝置進行了大量改造,增建了第三個實驗大廳,在原有13條光束線的基礎上新建了2條光束線,兼用光的強度提高了一個數量級以上。目前向用戶開放的光束線達到8條,一些來自生命科學、物理學、材料科學、醫學、環境科學的科學工作者正在同步輻射裝置上利用X光開展實驗。
據悉,北京正負電子對撞機改造工程將在明年秋季實施第三步——安裝探測器,爭取明年年底實現加速器與探測器的聯合調試運行,屆時將開始獲取對撞物理數據。2008年底改造工程將達到驗收指標。
什麼是正負電子對撞機
正負電子對撞機是一種先進的加速器,是當前研究物質微觀世界最小構成單元及其相互作用規律的主要科學手段之一。它將正電子和負電子儲存在環形的高真空管道內,使正負電子以接近光速的速度沿相反方向運動,在指定的對撞點對撞,發生對撞物理反應。
1984年10月,北京正負電子對撞機動工興建。1988年10月,北京正負電子對撞機按期建成,成為我國繼原子彈、氫彈爆炸成功、人造衛星上天之後,在高科技領域取得的又一重大突破性成就。
北京正負電子對撞機由注入器、輸運線、儲存環、北京譜儀和同步輻射裝置等組成,自1990年運行以來,性能良好,已積累了大量數據,取得了許多重要物理成果。
北京正負電子對撞機「一機兩用」,它的北京同步輻射裝置是目前國內唯一的X射線同步輻射光源,是我國重要的同步輻射技術研究基地和開展凝聚態物理、材料科學、生命科學、資源環境及微電子技術等多學科交叉前沿研究的重要基地。每年有來自全國百餘個科研單位和大學的科學家利用北京同步輻射裝置進行300多個實驗,取得了許多重要成果。例如,在我國的第一條生物大分子光束線站上,首次獲得了SARS病毒蛋白酶大分子結構。
[視頻]北京正負電子對撞機完成雙環改造
北京正負電子對撞機重大改造工程完成二階段任務
北京正負電子對撞機上發現新粒子
責編:郭睿