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国际合作组完成重粲偶素能区R值扫描实验取数【

发布时间:2019-10-12 01:27编辑:科技知识浏览(132)

    北京正负电子对撞机 国际合作组完成重粲偶素能区R值扫描实验取数

    专家简介:

    “最好能尽快挺进高能量前沿。”张闯补充说。较量不可避免,“除了欧洲的FCC,日本还可能要做ILC,国际上既有合作、也有竞争。当然,希望下一代最强对撞机依然在中国。”他笑着说。

    本轮R值测量是迄今重粲能区最精细的扫描实验。加速器工作人员克服了高频故障带来的困难,使得加速器在高亮度下稳定运行。在与谱仪工作人员的共同努力和密切合作下,排除了噪声,提前两星期完成了3.85~4.59 GeV之间的104个能量点的R值扫描任务,并在其中3个能量点获取了分离束数据以研究束流相关本底。

    12月7日下午,应我校物理与材料科学学院邀请,中国科学院高能物理研究所研究员李海波来我校讲学。报告会在物理南楼二楼报告厅举行。物理与材料科学学院相关专业师生100余人参加了报告会。

    “正负电子不断对撞,科学家获取分析对撞产生的大量事例,看其中是否可能有一些稀有现象,披沙拣金一般,各种新粒子都是这样现身的。”张闯说。

    R值是正负电子湮没产生强子总截面与缪子截面的比值,是标准模型理论计算的重要输入量;同时,重粲能区R值精细扫描对于研究粲偶素结构、寻找新粒子态也具有重要意义。

    (物理与材料科学学院 张浩兴)

    张闯研究员展示了一张漫画,两只小松鼠站在机器的两头,手中各拿着一个核桃,把核桃往地上扔可能打不开,但让两个核桃高速对撞可能就能撞开。我们实际上就是要把粒子对撞打开,看里面是什么东西。速度越快、撞得越碎,越可能有所发现。他用这个例子解释了“为什么要对撞”。

    《中国科学报》 (2014-02-10 第6版 动态)

    李海波以《北京谱仪实验的昨天,今天和明天》为题,主要向师生介绍了北京正负电子对撞机和北京谱仪及仪器的实验历史背景和物理回顾。北京谱仪是我国第一台高能物理实验装置,也是目前国际上唯一运行在τ粲能区的加速器,成功运行了30年,积累了世界上最大的粲偶素样本,取得了诸如τ轻子质量的精确测量、R值的精确扫描、发现了X和Zc奇特态粒子等诸多举世瞩目的成就。自从Higgs粒子发现后,粒子物理学家们正在规划未来的高能物理实验蓝图,例如大型正负电子环形对撞机实验,这将为我国的技术进步和科学发展带来极其重要而深远的影响。最后李海波研究员对报告的内容做出了总结和展望。

    “如果不对撞,用电子束打静止靶,产生的有效的相互作用能量要小得多。1954年,物理学家费米提出建造一种高能加速器,采用打静止靶的方案,需要加速器的半径达到8000公里,比地球半径还要大。欧洲强子对撞机的半径只有4.3公里,就达到了13TeV的质心能量,所以超高能研究一定要让两个束流进行对撞。”张闯说,束流对撞要求粒子多、截面积小、频率高,才能获得足够高的对撞亮度,因此难度也大得多。

    近日,在北京正负电子对撞机BEPCII和北京谱仪BESIII工作人员的共同努力下,BESIII国际合作组完成2013~2014运行年度第一个物理课题取数计划,即重粲偶素能区R值扫描实验。

    报告结束后,李海波与现场师生进行了互动,就大家提出的相关问题给予了耐心细致的解答。

    它将来会不会寿终正寝?张闯很坦然:我们的优势还会保持10年以上,这期间要继续做实验,比如继续研究轻强子谱和新强子态等,根据实验结果,看是否需要进一步提高性能。

    李海波,男,现任中国科学院高能物理研究所研究员,中国科学院大学岗位教授,博士生导师。1995年,毕业于河南师范大学物理系,获硕士学位。1998年,毕业于中国科学院高能物理研究所,获博士学位。1998年至2000年, 在中国高等科技中心做博士后。2000年至2001年6月,在CERN做“CERN Fellow”。2001年至2005年,在美国Wisconsin大学做研究工作(Research Associate),参加SLAC的BaBar实验。2011年获国家自然科学基金委“杰出青年基金”资助;2015年入选科技部“中青年科技创新领军人才”;2016年入选中组部“万人计划”科技创新领军人才。担任《Frontier of Physics》副主编,《Chinese Physics C》副主编。参加北京谱仪III实验,任BESIII物理协调人,负责BESIII物理白皮书编写等。2011年参加日本COMET实验,任中国COMET实验负责人。

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    “从1989年开始实验起,就建立起北京谱仪合作组,合作组30年来一直在一起做实验。”张闯说,这套由中国牵头的国际重大科学装置的合作规则,是北京正负电子对撞机的宝贵经验,为后来者做出示范。

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    关于中国是否应该建设“下一代大型粒子对撞机”是近年来科技领域的争论热点之一。持赞成立场的有中科院院士、中科院高能物理研究所所长王贻芳,持反对立场的则有诺贝尔物理学奖得主。双方在多个场合下分别阐明自己的立场和理由,争论的影响也已超出学术界,进入公众舆论层面。目前,这场争论还在继续,结论和有关部门的决策还需进一步等待和观察。

    对撞让新粒子现身

    这来源于北京正负电子对撞机的卓越性能。“1988年10月对撞成功,运行30多年。对撞机是经过几代人努力做出来的,我们这一代曾面临康奈尔大学的挑战,对方把能量降了下来,一时超过了我们。后来,我们做了重大改造,在世界同类型装置中继续保持领先。”张闯说。2008年完成改造后,它成为双环结构,约100个束团,每秒对撞约一亿次,加上其他性能提升,亮度比改造前提高了100倍。

    正负电子对撞机等大科学装置拓展了人类宏观微观认识尺度。20世纪初,人类认识的世界小到10的-10次方米的原子,大到10的11次方米远的行星。上世纪30年代,范围扩大到原子核和恒星。到了2000年,依托大科学装置,人类的视野深入到10的-18次方米的夸克、扩展到10的25次方米远的浩瀚太空。

    在亿万粒子中找不同

    高能物理所研究员、北京谱仪Ⅲ发言人苑长征介绍说,北京正负电子对撞机是一台高能加速器,提供的正负电子束流主要做两件事:一是高能物理实验,即北京谱仪实验,产出了一系列重大成果;二是同步辐射应用研究,利用对撞时产生的同步辐射光供多学科开展研究,每年有大约500多个实验在此完成。

    国际合作组完成重粲偶素能区R值扫描实验取数【环球彩票登录网址】。近几年,关于中国是否要建造环形正负电子对撞机的争论持续进行。去年底,两卷本的环形正负电子对撞机《CEPC概念设计报告》正式发布。近日,反对建设的观点再次被提出,争论又一次摆上台面。

    北京正负电子对撞机重大改造工程中的谱仪机械系统。

    在粲物理领域,绝大多数精确测量是北京谱仪合作组完成的。

    张闯打开电脑,进入对撞机的显示页面,屏幕上两条曲线沿时间轴向前推移,一条代表正电子流强的红线,一条代表负电子流强的蓝线,高点约在600毫安,大概1小时后,两条线匀速降至低点,约450毫安,这代表粒子数量越来越少,控制室的工作人员操作按键,注入正负电子,曲线抬头,继续每秒一亿次的对撞。

    上世纪七八十年代,中国经过长期酝酿后,邓小平亲自决策,支持建设北京正负电子对撞机。它被认为是中国科学家继原子弹、氢弹、人造卫星、核潜艇之后取得的又一伟大成就。

    苑长征说,最近又有一个重要发现:北京谱仪Ⅲ合作组发现正负电子对撞中兰布达超子存在横向极化,合作组利用2009年和2012年采集的13亿粲偶素数据,选出了纯度高、质量好的42万事例,发现由此产生的兰布达超子存在高达25%的横向极化。这项成果刚在英国《自然⋅物理》杂志刊出。

    在粒子物理领域存在3个研究前沿,分别是高能量前沿、高强度前沿、宇宙学前沿,北京正负电子对撞机处于高强度前沿,另外两端分别有大型强子对撞机、国际直线对撞机、未来环形对撞机等和高山宇宙线、空间探测器、望远镜等。

    让我们一起走进中科院高能物理研究所,近距离感受北京正负电子对撞机的风采——

    天安门向西约15公里,形似羽毛球拍的北京正负电子对撞机大部分结构由北向南卧于地下,它由一台长202米的直线加速器、一组共200米长的束流输运线、一台周长240米的储存环加速器、一座高6米重700吨的大型探测器“北京谱仪”和14个同步辐射实验站等组成。

    全世界14个国家、64个研究机构的400多名科学家,每天都可以在世界各地点开这个页面,看到两条曲线。

    进入中科院高能物理所44年,张闯几乎参与了北京正负电子对撞机及其重大改造工程全过程。“在世界上最权威的粒子数据表上,北京谱仪测量的数据超过1000项,每一项数据就是一项成果。可以说,粲物理领域的绝大多数精确测量是由北京谱仪合作组完成的。”张闯很骄傲,他和同行,见证了北京正负电子对撞机所成就的在粲物理领域30年领先。

    优势还会保持10年

    “有争论很正常。”张闯说,“但科学研究会找到自己的方向,比如,我们的对撞机继续向前走,可能需要再改造。如果暂时不能做高能量前沿,还可以做高强度前沿。如果因为经费或者技术原因不能做,可以等将来条件成熟了再做。”

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