中新网北京4月30日电(记者 孙自法)中国投资六点四亿元人民币对北京正负电子对撞机(BEPC)进行重大改造工程三十日正式开始设备安装。BEPC高精尖的科研成果离日常生活相当遥远,人们普遍想弄明白:什么是对撞机?
负责BEPC建设、运行、改造、管理的中国科学院高能物理研究所的专家介绍说,随着科学技术的发展,人类对物质结构的认识逐步深入到细胞、分子、原子和原子核深层次。要想研究物质的微观结构,首先要把它打碎。粒子加速器就是用高速粒子去“打碎”被测物质的科学设施,而正负电子对撞机是一种先进的粒子加速器,是当前研究物质微观世界最小构成单元及其相互作用规律的主要科学手段之一。
BEPC是一台可以使正、负两个电子束在同一个环形高真空管道内以接近光速的速度沿相反的方向运动,并在指定的地点发生对头碰撞、发生对撞物理反应的高能物理实验装置。围绕对撞点的探测器——北京谱仪,用多种科学方法记录反应产生的粒子的种类及其能量和动量,以便深入研究对撞物理过程。
BEPC由注入器(BEL)、输运线、储存环、北京谱仪(BES)和同步辐射装置(BSRF)等几部分组成。它的外型象一只硕大的羽毛球拍。圆形的球拍是周长二百四十米的储存环,球拍的把柄就是全长二百零二米的行波直线加速器。
由电子枪产生的电子和电子打靶产生的正电子,在加速器里加速到十五亿电子伏特,输入到储存环。正负电子在储存环里,可以二十二亿电子伏即接近光的速度相向运动、回旋、加速,并以每秒一百二十五万次的频率不间断地进行对撞。其中,有物理研究价值的对撞反应每秒只有几次。
有着数万个数据通道的北京谱仪实时观测对撞反应产生的次级粒子,所有数据传输到计算机中。科学家通过对这些数据的处理和分析,进一步认识粒子的性质,从而揭示微观世界的奥秘。
北京正负电子对撞机一机两用,它的北京同步辐射装置(BSRF)是目前中国国内唯一的X射线同步辐射光源,提供从硬X-射线到真空紫外宽波段的强辐射光,是中国重要的同步辐射技术研究基地和开展凝聚态物理、材料科学、生命科学、资源环境及微电子技术等多学科交叉前沿研究的重要基地。
北京同步辐射装置每年进行三百多个实验,取得了许多重要成果:在二00三年正式投入使用的中国第一条生物大分子晶体学光束线与实验站上,首次获得了SARS病毒蛋白酶大分子结构、菠菜捕光膜蛋白晶体结构等。特别是成功完成多波长异常衍射实验(MAD),其结果达到国际先进水平,标志着中国终于具备这种重要的生物大分子结构分析的主流方法。