¿Qué es un colisionador electrón-positrón?
La historia de nuestro país
El Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing, construido en junio de 1988, es la cristalización de la cooperación científica y tecnológica internacional. Con un espíritu pragmático e innovador, los científicos chinos cooperan activamente con los principales laboratorios de física de alta energía del mundo e introducen tecnologías avanzadas internacionalmente, como klistrones de alta potencia y electrónica rápida, lo que lo convierte en el colisionador líder del mundo en este campo de trabajo.
1989 65438 El 8 de febrero, la instalación de radiación sincrotrón del Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing pasó hoy la evaluación nacional.
El comité de evaluación compuesto por 29 expertos cree que el dispositivo de radiación sincrotrón del Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing se ha puesto en funcionamiento, proporcionando buenas condiciones para la investigación de las ciencias naturales, el desarrollo de las ciencias técnicas y las aplicaciones industriales, y definitivamente Promover la penetración mutua de diversas disciplinas y dar un gran impulso al desarrollo de disciplinas en muchos campos.
Según los informes, el anillo de almacenamiento del Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing tiene un modo de doble propósito para experimentos de física de alta energía y radiación sincrotrón y un modo especial para radiación sincrotrón. Fuera del anillo de almacenamiento hay dos laboratorios de radiación sincrotrón. En la primera fase se construyeron tres zonas frontales y tres líneas de haces. En la línea de rayos, los expertos utilizaron rayos X enfocados y luz ultravioleta de vacío para realizar experimentos de luminiscencia excitada por rayos X en materiales de cristal láser y observaron algunos fenómenos nuevos y valiosos que no se han observado en el país ni en el extranjero. Utilizando rayos X de alto brillo proporcionados por fuentes de radiación sincrotrón, el análisis del espectro de fluorescencia excitado por rayos X de un solo cabello se puede completar en decenas de segundos, alcanzando el nivel más alto alcanzado por laboratorios extranjeros.
El funcionamiento y uso del dispositivo proporcionará radiación sincrotrón en un amplio rango espectral desde el ultravioleta del vacío hasta los rayos X duros, que pueden utilizarse en biofísica, bioquímica, fotoquímica, física del estado sólido, atómica y molecular. física, física de superficies, ciencia de materiales, estándares de medición e investigación médica.
En 1989, el colisionador se sometió a experimentos de física de alta energía y se creó el Grupo de Cooperación sobre Espectrómetros de Beijing dirigido por científicos chinos. Científicos de más de diez universidades e institutos de investigación de los Estados Unidos participaron en investigaciones colaborativas y lograron resultados de clase mundial en el campo de la física del τ-charm. Por ejemplo, científicos chinos y estadounidenses colaboraron para medir con precisión la masa de los leptones tau en el espectrómetro 191 de Beijing, que fue elogiado por el profesor Li Zhengdao como el mejor del año.
Como dispositivo de radiación sincrotrón, el colisionador ha logrado logros en campos de investigación aplicada como la física de la materia condensada, la ciencia de los materiales, las ciencias de la tierra, la química y la ingeniería química, las ciencias medioambientales, la biomedicina, la tecnología microelectrónica, la tecnología micromecánica y arqueología muchos logros impresionantes. Utilice la radiación de sincrotrón para realizar investigaciones en profundidad sobre materiales superconductores de alta temperatura en términos de tecnología micromecánica y ultramicro; Se han fabricado motores con un diámetro de sólo 4 mm, y son ampliamente utilizados en aplicaciones médicas, la biología y la investigación científica tendrán usos únicos.
La investigación no falta. Para explorar los misterios de la materia y beneficiar a la humanidad, los científicos chinos seguirán avanzando en su viaje para comprender el mundo microscópico.
Colisionador de electrones y positrones de Beijing: descubriendo el misterio de la materia
La existencia y el nivel de aplicación de instrumentos científicos son un reflejo del nivel de desarrollo científico y tecnológico de un país. Es como un enorme imán que puede acumular sabiduría y formar una posición multidisciplinaria. Como instrumento científico típico, el principal proyecto de modificación del BEPC es aumentar el magnetismo.
En la mañana del 26 de marzo de 2007, el académico Chen Hesheng se paró entre la multitud jubilosa y levantó el vaso de papel que tenía en la mano: "¡Salud por el nuevo hito del importante proyecto de renovación de Chen Hesheng!" es más o menos El éxito del colisionador de electrones.
La "actualización" del colisionador es más difícil de lo que se imaginaba.
Chen Hesheng, quien también es el responsable del importante proyecto de renovación del Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing y director del Instituto de Alta Energía de la Academia de Ciencias de China, estaba muy emocionado. "La exitosa colisión de haces de electrones es la primera colisión de electrones del nuevo colisionador de doble anillo. Significa el éxito del plan de colisión de doble anillo del proyecto de reconstrucción. También muestra que el importante proyecto de reconstrucción ha entrado en la etapa final con confianza."
El año olímpico será el año de la finalización del importante proyecto de renovación del Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing. Este proyecto de renovación de instrumentos científicos de cinco años de duración comenzó en 2003, costó 640 millones de yuanes y se completó en tres fases. En junio del año pasado y el 16 de octubre de 1654, se completó con éxito el eslabón más crítico y difícil de cambiar el anillo de almacenamiento de un anillo simple a un anillo doble. Todo lo que queda es. instalar un detector de partículas de gran tamaño en el colisionador La misión del espectrómetro de Beijing.
El proyecto de renovación adopta el esquema de colisión cruzada de doble circuito más avanzado del mundo. Resulta que los electrones sólo tienen una "pista de velocidad de la luz". Después de la transformación, los electrones y los electrones ocuparán cada uno una "pista" para la colisión horizontal en un ángulo grande, y el rendimiento del colisionador mejorará 100 veces. Sin embargo, la transformación es más difícil de lo imaginado. La gran grúa no puede acomodar más de diez toneladas de equipos y ni siquiera decenas de miles de cables pueden conectarse incorrectamente. Estos son sólo parte del proyecto de transformación.
“Por ejemplo, el túnel se diseñó originalmente con un solo anillo y el espacio es pequeño, ahora hay mucha gente para instalar un doble anillo. El exitoso colisionador de doble anillo en el exterior logra una separación por colisión de electrones en un radio de 80 metros. Debemos hacerlo dentro de los 28 "Logrado dentro de los 100 metros". Chen Hesheng dijo que muchas de las tecnologías y equipos utilizados en la transformación no tienen precedentes en China, y la precisión del procesamiento del colisionador de física de alta energía es mayor que la del. campos aeroespacial y de aviación.
El Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing (BEPC) es un proyecto de instrumento científico famoso en mi país y un proyecto de demostración. Cuando se produjo la primera colisión en la madrugada del 16 de octubre de 1988, se describió como "otro gran avance en el campo de la alta tecnología de mi país después de la exitosa explosión de la bomba atómica y de la bomba de hidrógeno y el exitoso lanzamiento del satélite". " La implementación del importante proyecto de renovación del Colisionador Positivo y Negativo de Beijing permitirá "actualizar" este instrumento científico y continuar estando a la vanguardia de la física internacional de altas energías.
Después de la transformación, se unirá a las filas de los más avanzados
El núcleo atómico pesa como un buey y las colisiones producen nuevos estados. Li Zhengdao le dijo una vez al maestro de pintura tradicional chino Li Keran que los humanos pueden explorar los misterios del universo a través de fuertes colisiones de iones. Profundamente infectado por las maravillas de la ciencia, Li Keran felizmente tomó su pluma y dibujó dos vacas alcanzando los ángulos de la otra, encarnando la connotación de colisión. Como herramienta para explorar los componentes más pequeños del mundo microscópico y sus reglas de interacción, el papel principal y la importancia del colisionador electrón-positrón excedieron con creces la imaginación de la gente de la época.
Al mismo tiempo, como proyecto típico de instrumento científico, el colisionador está construido a gran escala y utiliza una gran cantidad de las tecnologías más avanzadas del mundo. Tiene las características de una gran inversión y una gran cantidad. de recursos humanos y largo plazo de construcción. 1984 Octubre Se inicia la construcción del Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing. En aquel momento, el Estado invirtió 240 millones de yuanes en el colisionador.
En Yuquan Road, en los suburbios occidentales de Beijing, Deng Xiaoping presentó alegremente la ceremonia de colocación de la primera piedra del Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing. En respuesta a la controversia sobre si el colisionador estaba "adelantado a lo previsto" en ese momento, dijo a la gente que lo rodeaba: "Creo que esto no saldrá mal".
Hablando sobre el Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing , el presidente de la Academia de Ciencias de China, Lu Yongxiang, dijo: "Es difícil para nosotros imaginar el uso de instrumentos de otras personas para observar fenómenos que otros no han observado".
"La finalización del Positrón Electrónico de Beijing El colisionador ha establecido la posición de China en la comunidad internacional de física de alta energía". Chen Hesheng trabajó en el Instituto de Alta Energía desde 65438 hasta 2004. Cuando aceptó el puesto de director de proyecto de renovación importante del colisionador en 2003, había estado trabajando en el Instituto durante casi diez años.
Una vez completado el importante proyecto de renovación del Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing, se convertirá en uno de los colisionadores de doble anillo más avanzados del mundo.
"Este será un terreno fértil para la innovación científica y tecnológica".
Cuando entras al Instituto de Edificios de Alta Energía, a menudo te encontrarás con científicos extranjeros que vienen a realizar experimentos. en el colisionador.
Chen Hesheng a veces les explicaba las dos líneas de palabras en las paredes a ambos lados del vestíbulo del primer piso. Una fila es la importante instrucción enviada por el primer ministro Zhou Enlai a 18 trabajadores científicos y tecnológicos en septiembre de 1972: "El establecimiento de nuestra propia base experimental de física de alta energía no puede retrasarse más". La otra fila es la primera colisión exitosa de Deng Xiaoping en el colisionador. Más tarde, "China debe ocupar un lugar en el campo de la alta tecnología del mundo".
La finalización del colisionador ha impulsado enormemente la cooperación internacional en física de altas energías en nuestro país. La primera exportación de Internet de China fue en el Instituto de Alta Energía, y fue el primero en utilizar páginas web para intercambiar información. En ese momento, la mayoría de las computadoras todavía estaban en la era de las islas y el texto.
La cooperación internacional es la vía básica para que países de todo el mundo desarrollen investigación experimental en física de partículas. Sin embargo, no fue hasta que se completó y puso en funcionamiento el Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing que China finalmente tuvo las condiciones para organizar experimentos de física a gran escala con la participación de científicos de muchos países como país anfitrión y llevar a cabo la cooperación internacional con China como pilar.
“La ventaja de esto es que podemos mantenernos al tanto de los últimos avances en física internacional de altas energías, determinar con precisión las direcciones de investigación y lanzar rápidamente los temas de investigación que más interesan a la comunidad internacional de física de altas energías. Estamos preocupados y necesitamos resolver con mayor urgencia ", dijo Chen Hesheng.
El Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing ha creado un mundo nuevo para sí mismo y para la ciencia. "La medición precisa de la masa del leptón τ" fue evaluada internacionalmente ese año como uno de los resultados experimentales más importantes en física de altas energías. Los resultados de la "medición del valor R en la región de energía de 2 a 5 GeV" llevaron al Manual Internacional de Datos de Partículas de 2002 a realizar cambios importantes en el mapa del valor R que había permanecido sin cambios durante muchos años. Esta medida se ha citado en todas las conferencias de física de altas energías desde el año 2000. En 2003, el Sr. Li Zhengdao escribió al Instituto de Alta Energía para felicitar el descubrimiento de una nueva partícula de vida corta: "Este es un logro muy importante y un trabajo significativo en física".
"Cualquiera El instrumento científico se convertirá naturalmente en un pequeño centro de investigación científica". Chen Hesheng dijo que el Instituto de Investigación de Altas Energías está posicionado como una institución de investigación integral multidisciplinaria basada en instrumentos científicos.
El académico Fang Shouxian, que ha estado involucrado en la investigación de la física de alta energía toda su vida, cree que los aceleradores de alta energía son la ciencia y la tecnología más avanzadas y que inevitablemente se transferirán a los sectores económico y tecnológico. campos, produciendo enormes beneficios. La construcción y operación del Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing ha desempeñado un papel de demostración en el país. También ha logrado grandes avances y mejoras en electrónica, microondas, altas frecuencias, vacío ultraalto, etc., y ha promovido eficazmente la mecánica de mi país. y desarrollo de la tecnología de la industria electrónica.
"Este será un terreno fértil para la innovación tecnológica". Chen Hesheng dijo que la construcción del importante proyecto de renovación del Colisionador de Electrones y Positrones de Beijing adoptó una gran cantidad de tecnologías de alta tecnología avanzadas a nivel internacional, que serán La alta tecnología relevante de China Importantes oportunidades de desarrollo para la tecnología y la industria.