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北京正负电子对撞机重大改造工程圆满完成

发布时间:2017-12-03 阅读:

  北京正负电子对撞机重大改造工程圆满完成

  碰撞亮度符合验收标准,性能提高30倍【科学时报张巧玲】5月13日凌晨报道,北京正负电子对撞机改造项目(BEPCII)的亮度达到1.89GeV,能量达到3.01×1032cm-2s- 1,胜利达到验收标准的亮度。此前,BEPCII项目的线性加速器,探测器和同步辐射专用光学操作已达到设计指标。迄今为止,历时5年,耗资6.4亿元人民币的北京正负电子对撞机重大改造工程已顺利完成。中国科学院高能物理研究所北京电子对撞机重大改造项目经理陈鹤介绍,5月19日,中国科学院组织了有关BEPCII存储环性能测试的专家,科技大学何多辉教授担任专家组组长。现场测试结果表明,BEPCII“亮度”的主要性能达到了3.2×1032cm-2s-1,超过了验收标准。 BEPCII的性能比改造前高出30倍以上,是康乃尔加速器CESR在该能源地区创下的世界纪录的五倍。陈和生在邓小平同志的亲切关怀下,推出了国家电网公司的国家电力科学研究项目,并迅速成为世界领先的能源领域对冲基地,建成后,能源领域达到30亿至50亿电子伏特, BEPC已成为高能物理世界的热门话题之一,国际高能物理的发展要求BEPC进一步显着提高加速器和探测器的性能,实现更精确的测量,回答多个重大问题在高能物理实验领域提出疑难问题,探索新的物理现象,自1999年起,对北京正负电子对撞机的未来发展进行了初步研究。改造工程最初计划采用单回路方案,利用扭曲轨迹多束碰撞,亮度增加一个数量级。然而,由于BEPC取得的丰硕成果,美国康奈尔大学于2001年改用原本以高能量运行的对撞机为BEPC能源地区(简称CESRc)。主要设计指标与亮度相抵BEPC改进和提升是一样的。但是,他们采用了一种快速而简单的方法,并声称他们可以在两到三年内达到设计目标。事实上,他们的简捷方法并不成功,CESRc只达到1/5至1/8的设计性能。 “但当时如果BEPCII没有改变方案,效率大大提高,就会失去国际竞争力。”陈鹤生说,面对激烈的竞争,中国科学家面临着挑战,要继续保持国际高能物理研究的优势。面对困难,提出了新的转型方案。采用最先进的双环交叉碰撞技术来改造对撞机,其设计的碰撞亮度比原来的对撞机高出30〜100倍,比Cornell Collider更高,从而使BEPCII在世界同类设备中继续保持领先地位并成为世界上最先进的双环对撞机之一。这个方案的接受是提高绩效指数的30倍,非常困难。该方案赢得了科学界的支持和国家的认可。 2004年初开工建设,被称为北京正负电子对撞机的重大改造工程。基于“一机两功”的设计原理,研究人员巧妙地利用外环提供同步辐射光,将硬X射线的强度提高一个数量级,以满足广泛的同步辐射用户需求。 BEPCII项目于2004年1月开始建设,计划工期为5年,改造的主要目标是提高对撞机的性能,并将实物数据增加两个数量级“我们创立了一个国际先例同时建设同步辐射,“陈和生说,尽管建设和调整的时间有限,但HEPA坚持以国家需求为己任,考虑到上海同步辐射光源还没有建成,为保证”国内绝大多数用户对同步辐射的研究需求,主动将项目建设分为三个阶段:直线加速器改造,储存环改造和探测器改造,克服了各个阶段插入同步辐射操作困难,最大限度地减少工程对同步辐射用户的影响,创造了一个国际先河,提供同步辐射专用光服务建设大型加速器。今年4月下旬,BEPCII /北京谱仪三在本轮比赛开始前收集了物理数据。在不到一个月的时间里,它就获得了超过1亿个ψ(2S)衰变情况,成为世界上最大的ψ(2S)共振峰上收集的数据样本显示出非常好的数据质量,在获得1 400万个需要三个多月的时间。“BEPCII挑战加速器建设和调试的难度最大。”陈健生透露,国际上成功的双环电子对撞机周长一般在2公里以上,而北京BEPC储存环的周长很短,只有240米,原来的隧道是为单圈设计的,空间很小,现在在隧道里把正负电子束做一个存储环,把设备挤到极点。对撞机在80米远的地方实现电子碰撞后分离,BEPCII碰撞区很短,必须在28米以内实现;其次,一些先进的技术是冷杉t应用程序。为了继续保持物理能源领域的先进性,该项目采用了大量的国际顶级技术,许多技术和设备在中国从未见过。然而,高能物理对撞机的加工精度往往高于航空航天,现场要求更高。例如,对撞机必须使用各种先进的超导设备,其中大部分是以前从未见过的,为此建立了大型的氦气低温系统。其他首次技术包括加速器结构中的横向反馈系统,超导高频系统,超导磁体,全环形轨道的慢反馈,束流的流通检测控制,探测器结构的高分辨率晶体尺寸,小单元氦气体漂移室,大型电磁超导磁体,电阻室(RPC)等。据悉,BEPCII碰撞亮度达到接受的消息传出后,世界各大实验室加速器专家,如CERN副理事长Steve Myers,大型正负电子对撞机LEP和大型强子博士Paul Collier博士CERN的LHC波束照射操作,美国Brookhaven实验室着名的加速器专家Weng Wuzhong博士,以及美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)的Zhao Wu教授发送邮件表示祝贺。

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