bd半岛体育app下载
产品中心

世纪之交中国高能物理发展的策略及其实施 专刊

来源:bd半岛体育app下载    发布时间:2023-10-19 05:46:32

  BEPC/BES的成功建设和丰硕成果在国际高能物理研究占领了一席之地,同时面临激烈的国际竞争。1990 年代中期BEPC 未来发展方案成为高能所持续发展的关键。本文回顾了高能物理研究所的这一段发展历史。受中国科学院委托,我们制定了《中国高能物理与先进加速器发展目标》:对BEPC进行重大改造;全力发展非加速器物理实验;大力推动基于先进加速器的多学科交叉研究平台的建设。2000 年7 月国家科教领导小组原则批准了这个报告,并同意建造BEPCII。面对CESRc 的竞争,BEPCII 采用了双环方案。BEPCII/BESIII 的成功建设保持和发展了在粲物理研究的国际领头羊。二十多年来中国高能物理实验研究和大科学装置建设都实现了跨越式发展。这个发展的策略规划的主要目标都得以实施。

  1988 年10 月北京正负电子对撞机(BEPC)成功建造,按期完成,不超预算,达到设计指标。1989 年6 月北京谱仪(BES)开始采集数据,形成了以我为主的大型国际合作。在最初几年BES 就获得了800万个J/事例,这是当时世界最大的样本。τ轻子质量的精密测量使τ质量世界平均值改变了3σ,精度提高了一个数量级,连同在LEP 实验的τ轻子寿命测量,证明了τ轻子普适性。权威的粒子数据表(PDG)的τ和Charm物理数据部分选用了100 多项来自北京谱仪的实验结果,标志着BES在国际高能物理占有了一席之地。BEPC 一机两用,其上的北京同步辐射装置(BSRF)作为中国第一个同步辐射光源向用户开放,开创了我国同步辐射应用的时代。北京正负电子对撞机/北京谱仪的巨大成功是中国高能物理和大科学工程发展的里程碑。中国物理学界对北京正负电子对撞机寄予厚望。1993 年5月中国科学院批准了BEPC/BES/BSRF 升级项目,提高其性能,以获得更多的物理结果,预算为3500万元。

  另一方面,北京谱仪实验的成功显示了τ-Charm 物理能区巨大的物理潜力,引起了国际高能物理界的高度兴趣。τ-Charm 物理的进一步研究需要1~2 数量级高的统计样本和高性能的探测器,大幅度降低统计误差和系统误差。国际上关于τ-Charm 能区未来加速器方案的讨论非常活跃,西班牙和俄罗斯新西伯利亚都提出了新建τ-Charm 工厂(TCF)的方案。BEPC/BES面临着激烈的国际竞争,必须大幅度提升性能。

  从1990 年代中期开始,高能物理研究所对BEPC/BES的未来发展规划进行了广泛的讨论。然而,当时高能物理研究所面临诸多困难,BEPC的形势不容乐观。当时中国基础科学研究的经费投入严重不足,是中国科学界的一段艰难时期。当时中国科学院采用的方针是“一院两制”:“两制”意味着一部分科学家“留在山上”从事科学研究,另一部分科学家“下海”进行高技术转化和商业应用。基础科学研究受到了较大的冲击。

  北京正负电子对撞机运维资金严重短缺。当我在1998 年夏季接任高能物理研究所所长时,高能所的年度总预算只有7000 万元,其中2700 万元为BEPC运行维护费用。运行费在此前十年间只增加了30%,远远低于同期的通货膨胀率。由于缺乏维护和备件,北京正负电子对撞机的设备老化严重,故障率上升,极度影响运行效率。研究经费缺乏产生了难以处理的后果:研究工作受到特别大的影响,特别是加速器和探测器的新研发技术不足,制约了未来的发展;许多员工,特别是一些优秀的年轻人,由于待遇低而离开研究所。

  • 北京谱仪的探测器升级为北京谱仪II(BESII),最重要的包含建造新的主漂移室MDCII取代老化的MDC。

  • 由于束团拉长效应超过预期影响Mini-β方案的实施,储存环的亮度未达到预期目标;

  • BESII 调试面临若干困难:MDCII 高压穿墙子的问题严重影响了BESII 的调试。我们不得已匆忙开始建造MDC III;

  加速器和探测器的调试都遇到了很大的困难。BEPC/BES/BSRF 改进项目的长时间延误使高能物理研究所陷入了十分艰难的境地,影响了研究所的声誉。高能物理研究所承受着巨大的压力。

  高能物理研究所未来发展的策略的不确定性是一个更大的挑战。关于中国高能物理未来发展的广泛讨论始于1993 年。未来的发展主要有两种选择:

  1. 为满足中国科学界对同步辐射光源的强烈需求,首先建造第三代同步辐射光源,并为τ-Charm物理升级北京正负电子对撞机(如BEPCII)。将来在适当的时机再考虑建设下一代τ-Charm 物理设施。

  1993 年丁大钊、方守贤、冼鼎昌等院士提出在高能物理研究所建设中国“第三代同步辐射光源”。这是中国科技界的强烈需求和共识。高能物理研究所拥有国内最强的加速器团队和同步辐射团队。北京地区拥有最多的同步辐射用户。毫无疑问高能物理研究所是建设该设施的首选。然而,高能物理研究所领导的注意力大多分布在在TCF 项目。1995 年上海的杨福家和谢希德院士提出在上海建设第三代同步辐射光源。上海市政府决定支持中国第三代同步辐射光源落户上海。中国科学院支持上海的计划。1998 年底来自高能物理研究所的20 多名高级加速器和同步辐射专家来到上海应用物理研究所,负责上海光源的设计和研发,并培训年轻人。

  2. τ-Charm 工厂(TCF):高能物理研究所提出在其西侧建设TCF 的设想。这是一台质心系能量为4GeV 的双环对撞机,具有单能和极化束流。预计建设成本约为12 亿元。粒子物理学家当然对TCF 项目更感兴趣。高能物理研究所致力于TCF物理研究和加速器、探测器的设计。高能物理研究所举办了关于TCF的国际研讨会,并向中国科学院提交了TCF可行性研究报告。

  • 部分物理学家认为TCF 的物理目标不够明确和有力,很可能主要是将若干稀有物理过程的下限提高几个数量级;

  • 12 亿元的造价被大大低估。而且即使是12亿元,对于当时中国政府在一个五年计划期间对大科学工程的总投资也太多;

  • 对方案若干关键技术可行性的质疑,例如monochromatic beam等等。

  经过长时间的讨论,充分听取各方面专家的意见,中国科学院表示不支持TCF方案。高能物理研究所面临着不确定的未来。我们一定要为BEPC的未来发展找到一个现实的方案,更重要的是,为中国粒子物理和先进加速器制定正确的发展的策略。

  升级项目的拖延和BEPC未来计划的不确定性加剧了高能物理研究所面临的困难。

  在有限的预算内,对现有加速器进行重大升级改造是国际上多数大型加速器的典型发展战略,如SLAC 的PEP-II 和KEK的KEKB,都获得了很大的成功。BEPC 的重大改造升级(BEPCII),应当是一个现实的选择。

  1993 年6 月由Kirkby 教授组织的τ-Charm 工厂第三次研讨会在西班牙马尔贝拉举行。我建议Kirkby 教授邀请方守贤教授作关于BEPC现状和规划的报告。方守贤院士和我们讨论了BEPC的未来发展的方案。我们大家都认为,借鉴CESR经验,在现有隧道采用麻花轨道多束团方案是BEPC升级现实的选择。τ-Charm 工厂当然对τ-Charm 物理研究更有潜力,但对当时的中国来说造价太高。陈森玉院士也支持这一想法。方院士团队进行了BEPCII 的Lattice计算,确认了可行性。然而,TCF仍然是高能物理研究所领导关注的重点。

  1997 年2 月,我被任命为高能物理研究所的副所长,负责BEPC发展的路线图。我组织了BEPCII的初步可行性研究,确定了BEPCII 单环方案的基本设计:

  • 储存环升级:在现有隧道实施麻花轨道多束团方案,使亮度提升10倍以上;

  • BESIII 探测器,在现有的常规磁铁内安装新的晶体量能器和新漂移室,适应高计数率,并降低系统误差。

  BEPCII的造价预计约为4 亿元。我相信,BEPCII方案将以当时国家可接受的造价保持中国在τ-Charm物理学的国际领头羊。1997 年7 月高能物理研究所向中国科学院提交了《BEPC 未来发展预研项目建议书》,中国科学院对BEPCII 的设想表示肯定。BEPC/BES升级的设计开展。

  1998 年6 月中国科学院组织了高能物理研究所未来发展规划的院士咨询会议。会议的建议如下:

  1998 年7 月,在高能物理研究所十分困难之际,我被任命为高能物理研究所所长。张闯副所长负责BEPC 运行和BEPCII 的设计。李卫国副所长负责BESII 的调试和BESIII 的设计。我们面临着两个重大挑战:1)尽快完成BEPC改造升级项目,恢复加速器和探测器的运行,达到预期指标;2)确定BEPC的发展的策略,推动BEPCII工程。

  1998 年7 月李政道先生致信国务院总理:“如果高能物理近期没有新的突破,我认为没有必要在中国建设TCF。”

  我们优化了BEPC/BES 团队,鼓励物理学家和工程师努力来判断和解决BEPC/BES 的故障。在全所职工的共同努力下,加速器和探测器的调试工作取得了良好的进展。1998 年底直线加速器的束流能量达到了设计目标:1.55 GeV的电子和正电子注入(J/全能量);在束流能量,存储环亮度达到了5.8×1030 cm-2s-1@1.55 GeV 的指标。最重要的进展是确认对撞点附近的DCCT 是探测器噪声的来源。改进了DCCT的屏蔽,解决了探测器的噪声问题。MDC II 在降低高压的情况下运行。BESII 的调试显示出良好的性能。BEPC/BES/BSRF 升级终于达到了设计目标,1999 年2 月7 日通过了中国科学院的评审。

  1999 年春BESII 进行了2~5 GeV强子R值的精密测量。测量结果使R 值误差的世界平均值从此前15 %~20 %下降到6.6 %。这个测量结果大大改进了标准模型对Higgs 粒子质量的预言:预测的中心值从68 GeV 提高到90 GeV,95% C.L. 上限从170 GeV提高到210 GeV,使得标准模型对Higgs 质量的预言与当时的LEP 的实验结果一致。这个测量结果还使精细结构常数α(MZ2)计算的误差降低了50%。国际高能物理界对BESII 的R值测量结果给予了高度评价。

  BEPC实现稳定高效运行。BES II 发表了许多重要物理结果。高能物理研究所逐步摆脱了困境。

  根据中国科学院的要求,高能物理研究所与中国科学院基础局认真讨论,深入研究了中国高能物理发展路线战略。我作为主要执笔人完成了《中国高能物理发展的策略》报告,得到中国科学院的批准。其要点如下:

  • BEPC 未来发展采用重大改造方案BEPCII。考虑到BEPC 未来发展的物理窗口主要在粲物理的J/和共振区,反应截面非常高,因此采用BEPCII(麻花轨道多束团)就能够完全满足要求。预计投资4亿元。

  • 努力推动非加速器粒子物理实验:中微子实验、宇宙线观测、粒子天体物理实验等。这是国际粒子物理在世纪之交探索暗物质和暗能量的热点。我们应该依据国际前沿发展,发挥我国的特点,选择正真适合的切入点。

  • 努力建设基于加速器的大型多学科交叉研究平台:同步辐射装置、散裂中子源和自由电子激光等。它们对国家发展的策略的诸多领域和国际前沿研究十分重要。积极推动对未来洁净核能源十分重要的加速器驱动次临界系统(ADS)的研究。

  中国科学院同时要求增加BEPC 的运行费,并为高能所未来发展的研发提供经费。高能物理研究所承诺,随着运行费的增加,BEPC的运行效率将显著提高。

  1999 年6 月28 日中国科学院向国家科教领导小组第五次会议提交了《中国高能物理发展的策略》报告。会议讨论了这份报告,要求中国科学院进一步研究中国高能物理的路线图,咨询世界知名的粒子物理学家的意见,并决定增加BEPC的预算:

  • 在1999 年至2001 年期间,高能物理研究所每年将获得3000 万元专项资金,用于设施的完善和未来发展的研发。

  • BEPC 的年运行时间从7 个月增加到9.5 个月,其中北京谱仪对撞物理运行5 个月,同步辐射专用光运行3个月,机器研究1.5个月。

  在国家的全力支持下,高能所的职工士气高涨,维修和备件得到非常明显改善。BEPC 的性能继续改善,亮度增加,效率提高。BESII 仅用了一年半到2001 年4 月1 日就收集了5800 万J/事例。随后的半年又收集了1400 万事例,获得了一批重要物理结果。

  1999 年10 月我向李政道先生报告了《中国高能物理发展的策略》的要点。李先生表示支持BEPCII的方案,强调非加速器物理实验的重要性和积极参加大型国际合作的必要性,并积极推动中国第三代同步辐射光源建设。

  根据中国科学院的指示,我们在中国高能物理界组织了关于中国粒子物理和先进加速器发展的策略的广泛讨论。国际粒子物理学的发展的新趋势证明了发展的策略是正确的。高能物理研究所中慢慢的变多的人支持这一发展的策略。多位诺贝尔奖获得者和世界上主要粒子物理实验室主任都充分肯定这个发展的策略。我作为主要执笔人完成了报告的新版,题目改为《关于我国高能物理和先进加速器发展目标的报告》。这个改动是强调高能物理的发展的策略与先进加速器技术发展的策略密不可分,先进加速器技术是具有重大战略意义的高技术。建设大型多学科交叉前沿研究平台对国家科学技术创新体系具有十分重要的意义,应成为中国高能物理界的主要任务之一。中国科学院批准了这个报告。

  2000 年7 月中国科学院向国家科教领导小组第七次会议提交了这份报告。我列席了这次会议。会议纪要原则同意了《关于我国高能物理和先进加速器发展目标的报告》,确认了报告提出的中国高能物理与先进加速器发展的策略,批准了4 亿元建造BEPCII。国家科教领导小组经过两次讨论,原则同意这个报告:批准建造BEPCII,推动非加速器物理实验研究,部署大科学装置建设,都充分表明了中国政府高瞻远瞩,对发展高能物理和大科学装置的科学决策。图1 是2000 年7 月28 日《光明日报》刊登的新华社对此报道。二十多年后我们回顾中国高能物理和大科学装置发展的历程,更深刻地体会到这个决策的战略意义。

  图1 《光明日报》2000 年7 月28 日国家科技教育领导小组第七次会议的报道

  2000 年10 月我向李政道先生汇报了《关于我国高能物理和先进加速器发展目标的报告》的要点,以及我们实施这个战略的部署。李先生十分肯定这个发展的策略,认为报告很好的规划了中国高能物理未来的发展,并表示将积极组织美国各大国家实验室通过中美高能物理会谈的合作机制支持高能物理所的BEPCII的设计和R&D。

  2000 年夏天高能物理研究所开始了BEPCII 的设计和研制。然而,很快传来CESR决定将束流能量从10 GeV区降低到粲物理能区,即CESRc,设计亮度为3×1032 cm-2s-1,与BEPCII 竞争。CESR 在10GeV能区成功地实现了麻花轨道对撞,并在Y物理研究获得了许多重要结果。CESRc 计划安装14 个超导wiggler 增加束流发射度,以便在较低的粲能区获得高亮度。CESR所长Maury Tigner 教授曾经主持美国SSC 加速器工程,是高能加速器的世界权威。他相信CESR 在两年内转变为CESRc 是相当容易的。我曾经与美国一位著名的加速器专家讨论CESRc方案的可行性。他的评论是:“如果Maury说是可行的,那就是可行的!”

  BEPCII 面临着很激烈的竞争。显然,BEPCII的单环版本很难与CESRc竞争。作为麻花轨道方案的发源地,CESR 多年来成功运行多束团麻花轨道对撞,经验比较丰富。现在只需建造和安装超导wiggler,CESRc 很可能在2003 年开始调试并获取数据。它的探测器CLEO 的性能也比升级后的BES好得多。

  高能物理研究所对麻花轨道多束团对撞缺乏经验,极具挑战。设备制造安装后,麻花轨道的调试将需要很久。单环BEPCII 和CESRc的设计亮度相似,但显然单环BEPCII 的建设和调试估计需要5 年,将落后于CESRc。单环BEPCII在进度和性能上都无法与CESRc竞争。这是对BEPCII 的巨大挑战。Tigner 在高能物理研究所担任过3 年多的高级顾问,明白我们所有的弱点。确实我们的技术、经验和人才储备都不足。

  在KEKB大交叉角碰撞成功的启迪下,详细的Lattice 计算表明BEPCII 的双环设计在现有的BEPC隧道中是可行的。因此,我们开始了对BEPCII双环设计的深入研究。

  为了讨论BEPCII 的双环设计,我和张闯、李卫国于2000 年1 月访问了CESR 和SLAC。我们在CESR 访问期间正值漫天大雪。CESR 的领导对我们颇为冷淡,不进行任何技术交流。我们也未能参观超导高频腔实验室。

  然后我们去访问SLAC。旧金山天气晴朗而温暖。SLAC所长J. Dorfan 和诺贝尔物理学奖获得者B. Richter 教授都鼓励我们努力推动BEPCII 双环方案。他们都以为:与此前从未有人实现过的CESRc的方案相比,BEPCII双环方案的可行性和物理潜力高得多。高能物理研究所应当坚定信心去竞争。

  然而,CESRc对高能物理研究所竞争的影响是巨大的。有些骨干认为毫无疑问BEPC 将在与CESRc的竞争中落败,高能物理研究所又经受了一次冲击。

  回到北京后,我与方守贤院士、陈森玉院士、张闯教授以及加速器中心团队讨论了BEPCII 的双环设计。我们大家都认为,从加速器物理的角度来看,CESRc的“短平快”方案,具有诸多不确定性,此前从未实现过,很难判断能否实现。咱们不可以放弃竞争。BEPCII 双环方案应该优化在J/和的能量,设计亮度将比CESRc高3~4 倍,其科学可行性和物理潜力要比CESRc 大得多。面对CESRc 的严峻竞争,我们第一步必须有实事求是的科学分析和客观的判断,不迷信权威,不为一时的假象或舆论所迷惑。应当对科学判断保持清醒的定力和自信,坚定的去迎接竞争,“两军相逢勇者胜”。此时的退却和犹豫就会给中国高能物理带来严重的挫折。

  2001 年6 月我向李政道先生详细汇报了BEPCII的双环方案和面临的竞争。李先生明确支持双环方案,并强调:

  • CESR转入粲能区运行,表明粲物理研究很重要,我们的发展的策略是正确的。

  • 竞争利大于弊,能逼迫我们努力奋斗,并吸引国际高能界的重视,互相检验重大成果。

  李先生意味深长地说:“Life is interesting ”,希望高能所在这场竞争中取胜。这些教导增强了我们推动BEPCII双环方案的信心。

  详细的Lattice 计算表明,可以在BEPC 现有的隧道采用KEKB大交叉角模式实现双环对撞:

  • 在BEPC隧道的现有环内建造新的环;两个新半环和两个旧半环在两个相互作用区域交叉,形成双环对撞机;

  • 在南对撞点采用紧凑型超导插入磁铁实现水平大交叉角碰撞( ± 11mrad),并兼顾同步辐射专用光运行;

  • 在北对撞点建造连接外环的“过桥”,实现250 mA@2.5 GeV同步辐射专用光运行;

  • 在束流能量为1.89 GeV 时,计算设计亮度为1033 cm-2s-1,比改造前提高两个数量级,验收亮度为3×1032 cm-2s-1,与CESRc相比具有较强的竞争力。

  我与李卫国教授和实验物理中心讨论,决定建造新的探测器BESIII:采用1Tesla 的大型超导磁体、CsI 晶体量能器和新主漂移室。BESIII 将提供很小的系统误差和很高的数据采集率,以匹配加速器的高亮度。加速器和探测器都面临着许多技术挑战。

  BEPCII 的预计造价为6.4 亿元人民币,比此前批准的4 亿元预算增加了60%。我们提议国家发改委提供5.4 亿元人民币,高能物理研究所提供1 亿元配套资金。高能物理研究所提供1 亿元的原因是为了尽最大可能避免BEPCII 建造经费增加超过50%后必须重头开始整个立项程序,需要很久。这1 亿元经费大多数来源于前述3 年3000 万元/年的专项资金,正好用于BEPCII工程建设。

  我们组织国内外高能加速器专家对BEPCII 双环方案进行了深入细致的分析和评审,得到了高度的肯定。中国高能物理界一致支持BEPCII 双环方案。中国科学院院长批准了BEPCII 的双环设计的具体方案,并说服国家发改委将国家投入BEPCII的经费增加到5.4 亿元。李政道先生和W. Panofsky教授非常支持双环设计。李政道先生写信给总理、中国科学院院长、科技部和自然科学基金委负责人,力推BEPCII双环设计。

  我们对双环和BESIII 探测器进行了初步设计。BEPCII加速器设计遇到了许多挑战:

  • 现有隧道周长只有240 米,而且狭窄,安装双环很困难。而国际上成功的双环对撞机(KEKB和PEPII)的周长都超过2公里。

  • 相互作用区域仅为± 14 米,与KEKB和PEPII的± 40米相比,设计难度很大。

  • 建造期间提供尽可能多的同步辐射运行,避免国内的硬X同步辐射应用长时间中断。BES III 的设计和建造也面临着许多挑战:

  • CSI 晶体量能器采用晶体后悬挂设计,能量分辨率要达到2.3% @ 1 GeV;

  BEPCII/BESIII 的设计和建造得到了国际高能物理界,特别是美国国家实验室和KEK 的全力支持,包括核心部件的设计、评审、研发和制造。中美高能物理年度合作会谈重点讨论BEPCII/BESIII 的合作,协调关键技术合作,落实重要设备研发。BEPCII 加速器设计团队带着初步设计到SLAC,请美国专家进行了深入的评审。与BNL合作研制的超导插入磁铁和与KEK合作研制的超导高频腔都按计划完成,达到设计指标。

  BEPCII 工程于2004 年1 月动工。BEPCII/BESIII的建设使中国加速器和探测器技术实现大跨跃,包括许多国内首次采用的先进的技术。建设过程出现许多困难和曲折。高能物理所全体同事团结一心,顽强工作。他们夜以继日地奋战,攻克了一个又一个技术难关,抢回了耽搁的工期。这里不做深入介绍。我们与中国许多高科技企业合作,联合攻关,研制了许多高技术设备。这一些企业通过BEPCII设备的研制也大幅度的提升了技术水平。这些是在市场经济的条件下进行的,比上世纪八十年代BEPC建设时的计划经济环境下困难更多。

  2004 年5 月初,直线加速器被拆解开始改造升级。2004 年11 月新的直线加速器完成安装,为同步辐射运行和储存环调试提供了束流注入。直线加速器达到了所有设计目标,并于2007 年12 月通过中国科学院组织的工艺测试。

  BEPCII的同步辐射性能大幅度的提升,各实验站光强提高了3~10 倍,并实现了同步辐射兼用光运行,2008年3月顺利通过中国科学院的工艺测试。

  BEPCII 存储环(图2)于2008 年7 月完成安装,在16 日实现了首次对撞。BESIII 的建造和调试进展顺利(图3),各个子探测器的性能指标均按计划达到设计指标。BESIII 于2009 年4 月2 日通过了中国科学院测试。

  储存环的调试顺顺利利地进行,BESIII 的亮度逐步的提升。2009 年5 月,BEPCII 达到了亮度验收指标3×1032 cm-2s-1,通过了中国科学院组织的工艺测试。这个亮度是改造前的30 多倍,是CESRc 实际达到亮度的4 倍。BEPCII 的日积分亮度则增加了100倍。BESIII 获得了许多重要的物理结果。BEPCII投入运行后,CESRc 就停止了运行,其上CLEOc实验的大批物理学家转而加入BESIII 实验国际合作组。

  BEPCII工程按期完成了建设和调试,各项指标均达到一定的要求,不超预算。还应当指出,作为当时中国唯一的硬X同步辐射光源,虽然科学院没有要求BSRF 在重大改造工程期间继续提供同步辐射服务,但我们充分意识到BSRF 保持运行对我国同步辐射应用的重要性。BEPCII建设期间,我们克服重重困难,提供了4轮同步辐射专用光,共5个月。

  BEPCII的成功保持和发展了它在国际τ-Charm物理研究的领头羊,再造了高能物理研究所的辉煌,并使我国加速器和粒子探测器技术实现了又一次重大飞跃,为此后十多年中国粒子物理实验和加速器加快速度进行发展奠定基础。更重要的是年轻一代的加速器和实验物理学家和工程师在建设过程中成长起来。目前BEPCII 正在进行新的升级,进一步提升性能。在高能所几代科学家和工程师的艰苦努力之下,BEPC 从1988 年投入运行至今30 多年,从始至终保持了在粲物理研究的国际领头羊,成了国际高能加速器的一株常青树。

  在国家和中国科学院的全力支持下,中国高能物理界一起努力,使这个报告提出的其他重要领域的发展的策略也都得以实施。2001 年高能物理研究所优化研究室布局,成立了粒子天体物理中心,聚焦非加速器粒子物理实验。

  • 中微子实验:大亚湾反应堆中微子实验精确测量了中微子混合参数θ13。下一代反应堆中微子实验JUNO正在建设。

  • 宇宙线观测:羊八井宇宙线观测中日合作ASγ和中意合作YBJ-ARGO取得重要成果,新一代的LHAASO实验已经投入运行。

  • 粒子天体物理实验:HXMT、怀柔一号等空间科学卫星发射,取得许多重要成果。

  积极参加高能物理实验国际合作,在科技部、自然科学基金委、中国科学院等机构的支持下,中国科学家参加了LHC实验Atlas、CMS、LHCb和Alice,以及RHIC 的STAR 实验……,做出了重要贡献。

  我国的交叉前沿研究大型科学平台建设实现了跨越发展,上海光源,散裂中子源,软X射线FEL陆续建成,北京高能光源和上海硬X射线FEL正在建设中。ADS试验装置在惠州开始建设。这些大科学装置有力地支撑了国家发展的策略相关领域和基础科学前沿的研究。

  李政道先生全力支持这个发展的策略的全面实施,特别是对推动上海光源和大亚湾反应堆中微子实验的建设和国际合作做出十分重要贡献。

  粒子物理实验是一门典型的大科学。它的规划、设计、建设和调试需要较长的时间,资金巨大。运行和研究工作需要更长的时间。作为一个大型研究所,制定正确的发展的策略是高能物理研究所持续发展的首要问题。

  本文回顾了高能物理研究所历史的重要一页。世纪之交的《关于中国高能物理与先进加速器发展目标的报告》规划了我国高能物理和先进加速器的发展的策略。高能所全体职工面对激烈的国际竞争,顽强拼搏,成功建设了BEPCII/BESIII,保持和发展了我们在粲物理研究的国际领头羊。二十多年来,中国经济的快速的提升,对基础科学研究和大科学装置的投入大幅度增加,中国高能物理界一起努力,使得这个发展的策略规划的主要目标都得以实施,中国高能物理实验和大科学装置建设都实现了跨越式发展。

  二十一世纪的粒子物理学面临探索暗物质和暗能量的巨大挑战,处于新的历史性重大突破的前夜。物理学家正在寻找超越标准模型的新现象和新物理。新物理学的重大突破口究竟在哪里?中国高能物理学家正在努力为这个突破做出中华民族应有的贡献。与此同时,中国科学技术的快速发展和实现高水平科技自立自强的战略目标对依托加速器的大型多学科研究平台提出了更高的要求。中国高能物理发展的策略一定要符合国家科技发展的策略和国情,必须面向国际粒子物理的发展前沿。中国粒子物理的发展必须依托大科学装置建设,同时要肩负起建设依托大型加速器的交叉前沿研究平台的重任,为实现高水平科技自立自强做出应有的贡献。

  致谢:衷心感谢中国科学院对中国高能物理与先进加速器发展的策略研究的指导和全力支持。衷心感谢国内外粒子物理和加速器院士专家的宝贵意见。这个发展的策略的凝练和实施是高能物理研究所全体职工共同努力奋斗的成果。特别感谢BEPCII团队的顽强拼搏使之在激烈的国际竞争中领先。

上一篇:在期待吴京郭帆的怪兽片之前先来讨论一下《巨齿鲨2》的价值
下一篇:软磁合金1J50镍基高温、塑性和磁特性、机械性能