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北京正负电子对撞机重大改造工程圆满完成

  北京正负电子对撞机重大改造工程圆满完成

  碰撞亮度验收标准,性能提高30倍
[科学时报报道,张巧玲] 5月13日上午,北京正负电子对撞机亮度对撞机升级项目(BEPCII)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正负电子对撞机升级项目经理陈和生介绍,5月19日,中国科学院组织专家对储能环BEPCII的性能进行了测试,中文科学技术大学何对辉为专家组组长。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的性能比转化前高出30倍以上,是康乃尔加速器CESR在该能源领域创下的世界纪录的五倍。陈和生介绍BEPC是邓小平同志亲切关怀的国家大型科学工程。 BEPC项目建成后,迅速成为世界上30亿至50亿电子伏特能量领域的主要对撞机,获得了大量重要的物理成果,成为高能物理学界的热门话题之一。国际能量物理学的发展要求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,回答高能物理实验领域的许多重大问题,探索新的物理现象。北京正负电子对撞机未来发展的初步研究已经开始。改造工程最初计划采用单回路方案,利用捻轨多束碰撞,亮度提高一个数量级。然而,由于BEPC取得了丰硕的成果,2001年,美国康奈尔大学采用原先以高能量运行的对撞机,转向了BEPC能源地区(简称CESRc)。主要设计指标与亮度相抵触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。但是当时如果BEPCII没有改变方案,效率大大提高,就会失去国际竞争力。 “陈和生介绍说,面对激烈的竞争,为了保持国际高能物理研究的竞争优势,中国科学家接受挑战,面对挑战,提出新的转型计划,环形交叉碰撞技术来改造对撞机,对撞机的碰撞强度比原来的对撞机高出30〜100倍,远高于康奈尔碰撞机,使BEPCII在世界同类设备继续保持领先地位,成为世界上最先进的双环对撞机之一。这个方案的接受是要提高30倍的性能指标,非常困难。该项目得到了科学界的支持和国家的认可,于2004年初开始建设,被称为北京正负电子对撞机重大改造项目,根据“一机两用”的设计原则,研究人员巧妙地利用外环提供同步辐射光,并将硬X射线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,计划持续五年。改造的主要目标是提高对撞机的性能,并将物理数据提高两个数量级。陈鹤生说:“我们在建立同步辐射的同时开创了一个国际先例。尽管建设和调整时间紧,学院仍然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。为保证国内同步辐射用户的研究需求,本项目建设分为直线加速器改造,存储环改造和探测器改造三个阶段,克服困难,并在每个阶段插入同步辐射操作,最大限度地减少该项目对同步加速器用户的影响,为建设大型加速器提供同步辐射特定服务创造了国际先例。今年4月下旬,BEPCII /北京谱仪Ⅲ在本轮转移开始前收集了物理数据,不到一个月的时间内就获得了1亿ψ(2S)衰减的情况,这是收集到的最大的数据样本世界上的ψ(2S)共振峰和数据质量非常好。在获得1400万个病例之前,需要三个多月的时间。 “BEPCII难以挑战加速器施工和调试的极限”陈生表示,成功的国际电子双环周长对撞机一般在两公里以上,而北京正负电子对撞机(BEPC)的存储环周长短,只有240米。原来的隧道是为单圈设计的,空间很小,现在在隧道的正负电子束做一个存储环,把设备挤到极点。成功的国外双回路对撞机在80米距离内实现电子碰撞后分离,BEPCII碰撞区很短,必须在28米以内达到。其次,一些先进的技术第一次。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天领域,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。其他第一次的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,世界主要实验室加速器专家,欧洲核子研究中心(CERN)核能研究中心副主任史蒂夫·欧洲核子研究中心(CERN)的大正负电子碰撞博士大型强子对撞机LHC LHC和布鲁克海文实验室(BNL)知名加速器专家,美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)教授翁吴忠博士等领导的波束形成操作负责人Paul Collier等邮件首次表示祝贺

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