我国电子对撞机是谁发明的(我国的电子对撞机建在哪)
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北京正负电子对撞机对撞成功是在什么时候?
北京正负电子对撞机对撞成功是在什么时候?
1988年10月16日,我国第一座高能加速器——北京正负电子对撞机对撞成功。这是我国继原子弹、氢弹爆炸成功,人造卫星上天之后,在高科技领域又一重大突破性成就。它的建成和对撞成功,为我国粒子物理和同步辐射应用研究开辟了广阔的前景,揭开了我国高能物理研究的新篇章。
382。我国第一台专用同步辐射装置是何时建成的?
1989年4月26日凌晨,我国第一个专用同步辐射装置正式建成并调试出光。从第一次向储存环注入电子束流到获得储存束流,产生很强的同步辐射光,仅用了23小时。这是继北京正负电子对撞机对撞成功之后,我国高科技领域的又一重大成就,标志着我国建造同步辐射加速器的技术已跨人世界先进行列。它的建成和对撞成功,为我国粒子物理和同步辐射应用研究开辟了广阔的前景,揭开了我国高能物理研究的新篇章。
383。我国第一台国产服务器是什么?
1993年3月,浪潮终于研发出中国第一台服务器——SMP2000。它的问世打破了国外对中国的技术封锁、应用限制,降低了服务器市场的产品价格,使得服务器在中国的广泛应用成为了可能。
探秘北京正负电子对撞机
从古至今,人类就一直对未知的事物充满好奇。在微观世界中,人类已知的物质结构包括分子、原子、原子核、质子、夸克,那是否还会有更小的单元呢?近百年来,人们一直在探究着物质微观世界的最小构成单元。科学家发现,如果想探索物质的微观结构,就要先把它打碎,而“打碎”这些物质结构的工具,就是加速器。
正负电子对撞机,是一个产生、加速、储存正负电子并使其对撞的大型加速器,它将正负电子加速到光速,使正负电子在对撞点对撞并产生次级粒子,这些次级粒子成为高能物理研究的对象。
高能物理研究所是目前世界六大高能物理实验研究中心之一,位于北京玉泉路科教园区的大科学装置——北京正负电子对撞机,是我国第一台高能加速器,它属于高能物理研究领域的重大科技基础设施。然而,北京正负电子对撞机的建造却是一波三折。
1972年8月,以张文裕同志为首的18位科技工作者向周恩来总理写信,在信中迫切希望能够发展中国自己的高能物理研究。同年9月11日,周恩来给他们回信,表示“这件事不能再延迟了。科学院必须把基础科学和理论研究抓起来,同时又要把理论研究与科学实验结合起来。高能物理研究和高能加速器的预制研究、应该成为科学院要抓的主要项目之一。”
1973年2月,中国科学院高能物理研究所正式成立。1984年10月7日,北京正负电子对撞机正式破土动工,耗资2.4亿元。这对于当时刚刚起步的中国还是相当的困难,但为发展我国自己的科学装置,我国毅然选择冲破万难继续动工。而正是北京正负电子对撞机的建设成功,才使得我国在国际高能物理研究领域,抢占了一席之地。
北京正负电子对撞机位于中国科学院高能物理研究所地下,其外形类似于一个羽毛球拍,主要由注入器、储存环、北京谱仪和北京同步辐射装置四大部分组成。这个巨大“羽毛球拍”的球拍把位置就是长202米的直线加速器,球拍框即是周长240米的环形加速器,即储存环,北京谱仪位于球拍的顶端,高6米,重500吨,而同步辐射装置,则位于储存环的周围。那么这样一个巨大的装置,又是如何打碎粒子的呢?
正负电子对撞机的工作原理就像两辆车在不同的轨道相向行驶,不停的加速,当速度达到接近光速时,调整轨道,使得其在指定位置对撞,就会产生大量的碎片,而这些碎片,就是物理学家们所要研究的次级粒子。
在北京正负电子对撞机直线加速器的前端,有一台热阴极电子枪,首先,电子枪产生电子束,并将它注入加速管中进行加速,当电子束被加速到240兆电子伏时,它将轰击一个约1厘米厚的钨转换靶,就会在靶后得到正负电子对,再将正电子聚集,收集起来加速,就得到高能量的正电子束,当需要负电子时,就把这个钨转换靶提起来,电子束流就会被加速到与正电子相同的能量。之后,正负电子束通过输运线进入储存环中。储存环分为正电子环和负电子环,平行放置,每个环内都有一个超导高频腔向束流补充因同步辐射损失的能量,使正负电子保持在稳定的轨道上运动。当正负电子束流积累到足够高的流强时,就让正负电子束流开始对撞。
两团粒子都是以光速沿着相反的方向运动,这个精确的程度是要到十的负十二次方秒这样的精度,这样你才能够保证它在你希望的位置上去碰撞。
而对撞发生的那一刻,北京谱仪就会开始工作,它就像是北京正负电子对撞机的“眼睛”,开始捕获对撞产生的次级带电粒子和中性粒子的信息。而物理学家们的工作,就是从实验产生的海量数据中分析出次级粒子的空间位置、动量、能量等特性参数。
自1988年以来,正负电子对撞机就这样对撞,打碎,对撞,打碎,这个重复的过程打开了一段新的未知旅程。
北京正负电子对撞机在陶-粲能区取得许多重大物理成果,为我国的高能物理领域研究做出了巨大贡献,1988年,北京正负电子对撞机建设成功,人民日报曾这样评价:北京正负电子对撞机是我国继原子弹、氢弹爆炸成功,人造卫星上天后,在高科技领域取得的又一重大突破性成就。
2013年的时候,我们找到了由四个夸克组成的,这个成果被美国的物理学会,评委了2013的世界上最重要的物理成果之一。
北京正负电子对撞机在今后若干年内将会继续取数运行,并保持我国在陶粲物理实验的领先地位。”相信我国未来在高能物理领域将继续保持世界领先水平。
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北京正负电子对撞机是什么时候科研成功的?
北京正负电子对撞机是1983年列人国家重点工程的科研项目之一。中国科学院高能物理研究所会同多方力量在充分吸取世界先进技术的基础上,仅用四年时间,就出色地完成了对撞机的设计、研制、生产、安装、调试任务。1988年10月19日,中国第一座高能加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功。它能一次对撞成功,表明对撞机的各种设备、部件的质量、安装调试的水平在世界上也属一流。
建成后的北京正负电子对撞机,是一台可以使正、负电子束,在同一储存环里沿着相反的方向加速,并在指定地点发生对头碰撞的巨型机器。正负电子的能量各为22亿至28亿电子伏。这台大型电子对撞机建筑在地下6米深的隧道内,由电子注人器、储存环、探测器及数据处理中心、同步辐射区等主要部分组成。在长达240米的储存环里,电子与质子(正电子)的速度被加快到接近于光速,并在加速过程中相互撞击,由此产生各种效应,可以为科学家探索物质基元的奥秘提供线索,可以用来研究比质子和中子更深一个层次的夸克,特别是粲粒子的相互作用和运动规律。此外,由于电子或质子做高速圆周运动时,有很强的光伴随着放出,这种同步辐射是一种理想的光源,它可广泛地用于固体物理、表面科学、生命科学、微电子学等的研究和应用。
北京正负电子对撞机的建成,是我国继原子弹、氢弹爆炸成功、人造卫星上天后,在高科技领域的又一重大突破性成就,使中国成为继美国、瑞士、日本之后第四个拥有这种先进设备的国家。根据它同时具有粒子物理和同步辐射应用研究的特点,北京正负电子对撞机国家实验室对外开放,成为跨部门、跨学科共同享用的实验研究基地,为中国粒子物理和同步辐射应用研究开辟了广阔的前景,揭开了中国高能物理研究的新篇章。我国科学家在这台加速器上不断取得新的科学成果,其中有一些是国际粒子物理界都公认的取得的最重要的成果之一。这项工程被认为是中国科技史上最大的科研工程,创造了建设速度快、投资省、质量好、水平高的奇迹。
为了适应世界高能物理的飞速发展对对撞机性能的更高要求,我国于2004年1月8日全面实施北京正负电子对撞机重大改造工程。科学家将采用当今世界上最先进的双环叉对撞技术“改造”对撞机,即在对撞机现有的储存环内增建一个储存环,使得正负电子分别在各自的储存环内运动,在对撞区实现对撞。正电子和负电子对撞的束团数目从单环时的1对增加到97对,连同其他技术措施,将使对撞机的重要参数之一——亮度——在目前水平上提高约100倍。改造后的北京正负电子对撞机将在世界同类型装置中继续保持领先地位,届时将成为国际上最先进的双环对撞机之一。
粒子对撞机是什么?
量子力学以及微观世界中相关的科学现象。
粒子对撞有助于我们研究宇宙大爆炸,宇宙中的微小粒子发生碰撞,然后产生爆炸,多个粒子之间的小爆炸,累计的话就是大爆炸,大爆炸产生的大量碎片对研究宇宙奥秘有着很大的帮助,研究粒子对撞对研究宇宙奥秘是很有推动性的。
人类发明粒子对撞机,已经十多年了,取得了成果,特别是发现了希格斯玻色子,希格斯玻色子是:粒子物理学预言的、自旋为零的玻色子,标准模型最后未被发现的粒子,希格斯玻色子帮助科学家解其它粒子会有质量的原因。
随着科术发展,我国建立比粒子对撞机更好的成为环形正负电子对撞机(CEPC)的机器,CEPC会引领中国走在世界科技前列。粒子对撞机是个环形机器,长度达几十到几百公里,粒子能够加速到接近光速的速度,然后进行对撞。
物理学家认为粒子对撞机帮助人类探索宇宙奥秘,帮助的同时也存在风险,实验失败的话,粒子对撞而会引起空间撕裂的后果,甚至产生黑洞,地球可能被粒子对撞机产生的黑遭遇到前所未有的灾难,,可能会将地球压缩成为像黑洞中的奇点一样。
面对质疑,欧核子组织澄明:粒子对撞产生黑洞,都是小黑洞,形成不会很长时间会解体,不会危及到地球。粒子对撞机评估小组表示是安全的,人工粒子对撞前,自然界也发生小规模的粒子对撞,没有危及到地球。
物理学家霍金表示,大气层中粒子碰撞是经常发生的事情,但是地球一直都是免受波及的。
没有绝对的事情,什么事情都要可能,坚信粒子对撞不会对地球产生负面影响,但是希望做好防范措施,保障地球安全。
粒子对撞机到底是个啥?
近日,围绕着“中国是否应该建造世界上最大的巨型对撞机”的问题,引发了各方的争论。比如著名数学家、菲尔兹奖获得者丘成桐[1]和高能所所长王贻芳就主张中国建造,而诺贝尔物理学奖获得者杨振宁却持有相反的态度。先不管到底谁的见解更有道理,我们先来看看到底粒子对撞机是何方神圣?它又对人类未来的发展到底有什么作用?
通俗来说,粒子对撞机不过一种设计为高能粒子相互碰撞的机器。粒子对撞机是由同步加速器(在同步加速器中,磁场强度与粒子的能量成正相关,以保证粒子的加速电场与电子绕加速器圆周运动的频率一致)进化而来,粒子对撞机和回旋加速器的外形相似,均为环形。
欧洲强子对撞机
在粒子对撞机中进行粒子对撞的时候,主要存在3个步骤——粒子的积累、加速对撞。对于单个粒子来说,它的尺度是相当小(原子的尺寸在10-10m左右),因此要想增加粒子在对撞机中相互碰撞的频率,需要大量的粒子束。当然,如果粒子的能量不高,难以碰撞之后能够产生新的粒子,所以在粒子束碰撞之前得先进行一定的加速,这时,环形轨道就派上了用场。
粒子加速器对粒子加速可采用直线加速器和回旋加速器,直线加速器相对于回旋加速器而言,加速到相同的能量,所需的建造的加速通道的路径更长。由于电场对带电的粒子有库仑力的左右,所以一般(直线或回旋)加速器中可用电场作为驱动力,而由于带电粒子身处磁场中时会存在一个所谓的洛伦兹力,洛伦兹力对带电粒子并不做功,只是改变带电粒子的运动方向(洛伦兹力的方向和带电粒子的运动方向相切),因此在回旋加速器中,可采用磁场对带电粒子进行偏转,这样可保证带电粒子在环形轨道中运动。
为了使得粒子对撞机获取更大的粒子撞击的效率,通常都采用不同的粒子束相向运动进行碰撞。粒子对撞机的发明为科学研究带来了许多新的篇章,如里希特就是因为在美国斯坦福加速器中心的正负电子对撞机上发现了ψ粒子,从而和丁肇中共同分享了诺贝尔物理学奖,欧洲核子中心的质子-反质子对撞机也发现了w±和Z0粒子。
目前,我国所拥有的粒子对撞机是于1990年建成于北京的正负电子对撞机,如果中国有希望建成世界上最大的巨型对撞机,那么不仅在粒子物理方面会取得一系列的进展,而且在高性能超导高频腔、大功率微波功率源、大型低温制冷剂和电子线路芯片等都将取得国际领先水平[2]。
参考文献
1. 蝌蚪五线谱:丘成桐:关于中国建设高能对撞机的意见并回复媒体的问题
2. 中科院高能所(微信):王贻芳:中国建造大型对撞机,今天正是时机
谢家麟的主要成就
上世纪80年代,他领导建成北京正负电子对撞机。他针对建造中国高能物理加速器的建议,组织数十次研讨,反复权衡质子打静止靶和正负电子对撞两种装置的优缺点,最终确定2.2GeV的正负电子对撞机方案。实践证明决策是正确的,使中国高能物理研究迅速赶上世界先进水平。他还确定了高能物理和同步辐射 “一机两用”的方案,既为高能物理研究提供实验装置,也为同步辐射提供的应用平台,同时填补两项国内空白。在方案设计过程中,他提出“六条”关键原则成功指导了对撞机设计,他带领工程团队精心设计、精心组织、精心研制、精心调试数千台设备,1988年高质量完成了建设任务,创造国际加速器建设史上的奇迹,受到国内外的广泛赞誉。北京正负电子对撞机性能优异,我国从此在τ-粲物理领域占国际领先地位,中国科学院高能物理研究所成为世界八大高能加速器中心之一。
他擅于把握国际加速器发展动向,不断拓展新领域。90年代,他基于国内的工业基础,领导建成亚洲第一台自由电子激光装置,研制总投资只是国外同类装置的十分之一。这是亚洲第一台产生激光并实现饱和振荡的装置,多项技术指标达到国际先进水平,使中国成为继美国及西欧之后实现红外自由电子激光饱和振荡的国家,奠定了我国自由电子激光光源发展的基础。这一重大突破受到国内外科技界的广泛重视,被列入当年全国十大科技新闻。
2000年,谢家麟院士突破加速器设计原理,将电子直线加速器几十年沿用的三大系统精简为两个系统,简化了加速器结构,大大降低制造成本。经过四年努力,研制成功世界上第一台简易结构加速器样机,验证了设计理论的可行性,并申请了国际专利。
他发表科研论文40多篇并出版数部专著,其中《速调管聚束理论》已成为是我国加速器方面的经典著作。他兼任清华等多所大学教授,培养了一大批加速器技术专业人才,极大地提升了我国加速器研究水平,为相关技术在我国国防和科学工程中的应用做出重大贡献。
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