在基础研究领域,高能物理是一门研究物质的微观基本组元和它们之间相互作用规律的前沿学科,其实验研究需要建造高能加速器。从建国初期开始,建造自己的加速器基地、发展高能物理就成为中国高能物理学家的迫切愿望。
1972年,张文裕率领谢家麟等17位科学家写信给周恩来总理,建议中国建造一台高能加速器,开展高能物理实验研究,得到周总理的批准。至此,高能加速器建设正式启动。1973年,高能物理研究所成立。
1975年3月,周恩来总理、邓小平同志在《关于高能加速器预制研究和建造问题的报告》上作了批示,高能所开始了高能加速器的预制研究。1981年12月22日,中国科学院正式向党中央、国务院提出在北京建造2×22亿电子伏特正负电子对撞机的方案,得到邓小平同志的批准。1984年10月,北京正负电子对撞机(BEPC)正式动工兴建。
1988年10月16日,由中国科学院高能物理研究所建造的北京正负电子对撞机首次实现正负电子对撞,宣告建造成功。这是中国高能物理发展史上的里程碑。该项成果获得1990年国家科技进步奖特等奖。
“更重要的是,中国从此就进入了能够进行高能物理实验研究的科技先进国家之林。”BEPC第一任工程经理谢家麟院士说。北京正负电子对撞机的建成和运行,为我国在国际高能物理研究前沿领域开展工作创造了条件,使我国在τ粲物理实验研究领域处于国际领先地位。
从1990年开始运行到2005年改造升级的15年间,北京正负电子对撞机累计稳定高效运行约8万小时,其中约40%用于为北京谱仪开展高能物理实验提供束流,25%用于为同步辐射应用提供束流,12%用于加速器研究,总运行效率高于90%。
一个大科学装置建成以后,只有不断提高性能,才能保持国际领先地位。2004年1月,北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)动工,计划工期5年。BEPCII改造的主要目标是提高对撞机的性能,使相同时间里获取的粲物理数据增加两个数量级。工程分三阶段进行:直线加速器改造,储存环改造,探测器改造。每个阶段都插入同步辐射运行。
今年5月13日凌晨,BEPCII的对撞亮度在1.89GeV能量下达到3.01×1032cm-2s-1,胜利达到亮度的验收指标。此前,BEPCII工程的直线加速器、探测器和同步辐射专用光运行均已达到设计指标。至此,历时5年、耗资6.4亿元的北京正负电子对撞机重大改造工程圆满完成。
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