20世紀80年代，建設(shè)中的BEPC。資料圖片
BEPCⅡ的儲存環(huán)雙環(huán)。資料圖片
北京正負電子對撞機工程（BEPC）剛剛過了它的30歲生日。曾為BEPC作出重要貢獻的諾貝爾物理學獎得主李政道教授專門發(fā)來賀信：“熱烈祝賀北京正負電子對撞機建成30周年，這是中國在國際高能物理領(lǐng)域占一席之地并取得一系列重大成果的30年。衷心祝愿祖國科學家利用對撞機作出更多世界一流的成果，在粲物理和τ輕子研究方面繼續(xù)保持國際領(lǐng)先地位，為人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘作出更大的貢獻。”
中國科學院院士、中科院高能物理所所長王貽芳感慨：“今天看來，建造BEPC是當時所能做的最好選擇，它讓中國在國際高能物理領(lǐng)域占領(lǐng)一席之地，培養(yǎng)了一支具有國際水平的隊伍，也推動了國內(nèi)其他大科學裝置的建設(shè)。”
在“七上七下”中誕生
世界是由一些基本粒子組成的，最常見的粒子“抓捕”工具就是加速器和對撞機——用加速器把某種粒子加速到高能，轟擊一個固定的靶位，與組成靶的粒子相互作用，就可能發(fā)現(xiàn)新的基本粒子。
20世紀50年代，歐美已相繼建設(shè)了各類高能加速器，但中國仍是一片空白。一個“建立中國自己的加速器和對撞機”的想法由此被提出，中科院高能物理所原所長方守賢院士回憶，北京正負電子對撞機在“七上七下”中誕生。
在蘇聯(lián)專家的指導(dǎo)下，中國在1958年就已設(shè)計出了20億電子伏電子同步加速器。但當時這一設(shè)計因“保守落后”被否。1960年5月，中國科學家完成了螺旋線回旋加速器的初步設(shè)計方案，又因經(jīng)濟困難被取消。1965年，中國科學家第四次提出了建造質(zhì)子同步加速器的方案，卻又因故暫停。1969年，中國科學家提出建造強流直線加速器用于探索、研究、生產(chǎn)核燃料的計劃，可是計劃在與另兩個方案的爭論中無疾而終。1972年，在18位中國科學家聯(lián)名上書中央后，國務(wù)院批準了“七五三”工程，計劃10年內(nèi)建造一臺400億電子伏質(zhì)子同步加速器。然而計劃卻再度擱淺。1977年，“八七工程”誕生，計劃投資7億元人民幣，在1987年建成4000億電子伏質(zhì)子同步加速器。可1980年年底，國民經(jīng)濟調(diào)整，方案又一次下馬。
直到1981年12月，鄧小平同志批示：“我贊成加以批準，不再猶豫。”就這樣，BEPC終于提上了議事日程，并于1988年10月24日在中科院高能所建造成功，成為中國第一臺高能加速器。
助推我國高能物理走上世界舞臺
位于北京玉泉路的BEPC從外形上看，就像一個巨大的羽毛球拍。它由注入器、儲存環(huán)、北京譜儀和同步輻射裝置四大部分組成，占地5萬平方米。憑借這一平臺，我國高能物理走上世界舞臺。
王貽芳介紹，BEPC是當時國際上τ-粲物理能區(qū)性能最好的對撞機。它卓越的性能令中國能獨立設(shè)計建造加速器、探測器并開展物理實驗研究，中國由此在2-5GeV（1GeV=10億電子伏特）能區(qū)的τ物理、粲物理、粲偶素、量子色動力學檢驗等方面逐步走在了世界前列。
2004年至2009年，北京正負電子對撞機的重大改造工程（BEPCⅡ）啟動實施并順利完成。中科院高能所原所長、BEPC國家實驗室主任陳和生院士指出，BEPCⅡ的成功使中國高能物理在加速器和探測器技術(shù)上又實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，保持發(fā)展了中國在粲物理方面的國際領(lǐng)先優(yōu)勢。
30年來，以BEPC為基礎(chǔ)，中科院高能所開拓了中微子研究領(lǐng)域，利用大亞灣反應(yīng)堆中微子實驗發(fā)現(xiàn)了中微子新的振蕩模式，并開始了江門中微子實驗的建設(shè)；中國在高海拔和空間宇宙線實驗、暗物質(zhì)探測、X射線天體物理研究等方面也取得長足的進步，“慧眼”衛(wèi)星得以遨游太空。此外，在BEPC的技術(shù)帶動下，北京同步輻射裝置、蘭州重離子加速器、合肥同步輻射加速器等大型加速器在全國相繼建成。
不僅如此，BEPC和BEPCⅡ還帶動了高穩(wěn)定電源、高性能磁鐵、精密機械、計算機自動控制等高新技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化對我國廣播通信、航空、醫(yī)療等領(lǐng)域都作出了重要貢獻。
站在BEPC的肩膀上，新一代對撞機——環(huán)形正負電子對撞機（CEPC）已完成概念設(shè)計,并獲國際評審認可，預(yù)研工作全面展開。據(jù)介紹，CEPC建成后，中國或?qū)⒊蔀槿蚋吣芪锢硌芯康闹行摹Ｋ矊⑹侨蛭ㄒ坏某吣芡捷椛涔庠矗诤宋锢怼馈⒉牧稀⑽⒓庸さ戎T多方面具有廣泛的應(yīng)用。
“21世紀的粒子物理面臨暗物質(zhì)和暗能量的嚴峻挑戰(zhàn)，處于歷史性重大突破的前夜。”陳和生說，中國粒子物理發(fā)展戰(zhàn)略必須認真考慮國家科技發(fā)展戰(zhàn)略、國際粒子物理發(fā)展趨勢及可能的突破口，發(fā)揮中國在相關(guān)領(lǐng)域的隊伍、技術(shù)、資源和地理優(yōu)勢，并廣泛開展國際合作，“中國粒子物理實驗學家應(yīng)當為此作出中華民族應(yīng)有的貢獻”。
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