我国九十年代加速器的发展展望

 在过去的10年里,我国粒子加速器的研究、设计、制造和应用有了巨大的发展和长足的进步.在80年代由于我国三大加速器工程的建成,打破了建国30多年来总在低能加速器上徘徊的局面,从而使我国成为拥有高、中能加速器的国家,标志着我国的科学技术和加工工业已达到或接近国际水平同时,我国的低能加速器在工业、农业、医学和科学技术上的应用日趋广泛,某些低能加速器的制造如医用加速器开始走向系列化、商品化.这表明我国低能加速器的制造技术已日趋成熟.总之,在我国目前除了高能质子加速器外,可以说加速器品种基本齐全,能区连续,有较好的工业基础并有一支高水平的技术队伍.展望未来,我们相信90年代将会有更大的作为.     

非加速器实验物理的复兴

 非加速器实验,顾名思义,包括所有不使用加速器手段进行的粒子物理实验。如果从1912年发现宇宙线算起,它的历史已相当长久,加速器出现以前,宇宙线实验有过一段辉煌时期,在30年代发现了正电子和μ子,在40年代发现了π介子和K介子,对粒子物理学的建立与发展作出了重大贡献。50年代出现加速器以后,使用高流强人工束流的加速器实验成为粒子物理实验研究的主流,有力地推动着粒子物理的迅速发展,而“靠天吃饭”、流强极低的宇宙线实验仅在加速器当时达不到的“超高”能区起补充作用。但应指出,70年代初著名的大型³⁷Cl太阳中微子地下实验不仅获得重要物理发现,而且在实验方向与技术上作出了有意义的探索,堪称后来新一代非加速器实验的先驱。     

我国低能加速器的发展

为发展我国的基础学科研究而建造的几台大型加速器工程已相继完成，同时，各类具有广泛用处的小型低能加速器也得到了发展，这标志着我国加速器技术具有相当的水平．本文简要地回顾了我国低能加速器发展的历史，并介绍了几种典型的低能加速器的性能和有关技术的发展情况．     

机器学习在大型粒子加速器中的应用回顾与展望

机器学习技术在近十几年发展迅猛,并被广泛地用于解决复杂的科学和工程问题。最近十年间,基于机器学习的粒子加速器相关研究也开始呈现出井喷式发展趋势。国际上许多加速器实验室开始尝试用机器学习和大数据技术处理加速器中的海量复杂数据,以期解决加速器及其子系统中的诸多物理和技术问题。不过,迄今为止,机器学习在加速器中的应用仍处于初步探索阶段,不同机器学习算法在解决具体加速器问题的效果及其适用范围尚待摸索,机器学习在实际加速器中的应用仍非常有限。因此,有必要对加速器领域中的机器学习研究做一个整体回顾和总结。将回顾机器学习在大型粒子加速器（以储存环加速器和直线加速器为主）中的加速器技术、束流物理以及加速器整体性能优化等研究方向中已取得的研究成果,并探讨机器学习在加速器领域的未来发展方向和应用前景。     

我国低温等离子体科学技术进展

我国低温等离子体科学技术的发展大体上与国际发展的趋势相近．６０年代是以航天应用为推动力，７０年代开始了热等离子体的工业应用研究，８０年代发展极为迅速，尤其是冷等离子体方面．我国的低温等离子体工作开展面很广，研究单位很多，在国际上也有一定影响．较强的领域是在航天应用，数值模拟工作，超细粉合成，各类簿膜的沉积、聚合等方面．较弱的领域是在化工冶金应用与微电子学应用方面，而且深入细致的机理研究与相应的诊断工作也较少．     

带电粒子加速器的基本类型及其技术实现

现代粒子加速器的发展已有100年的历史。给出了粒子加速器主要类型的简单分类图表,从粒子加速器发展过程中相关概念演变和加速器技术逻辑发展的角度,概述了粒子加速器的基本类型、基本工作原理、相应的技术实现途径以及各类加速器的典型的技术特征。     

辐射受激发射粒子加速器

辐射受激发射粒子加速器（PASER）是一种类似于激光装置的加速器，Technion-Israel技术研究所的物理学家们使用布鲁克海文国家实验室的加速器装置，首次成功地演示了这种加速器．     

麦克米伦（McMillan．Edwin Mattison，1907-1991）美国物理学家（Physicist．America）

20世纪40年代，建成的回旋加速器已很大，粒子被加速到很高的速度，相对论质量增加很显著。质量增加会引起速度减慢，并使粒子和原先加速它的作用不能同步。这样，带电粒子上所得到的能量就不能超过某个上限。麦克米伦等人在1945年提出了一种对付这种质量增加的有效方法，以使加速粒子的周期性电场和粒子运动保持同步，这便导致了同步回旋加速器的出现。     

近几年高能加速器的新发展

本文从四个方面介绍１９６６年以来高能加速器的新发展．即强聚焦同步加速器、中高能强流加速器、对撞机和新技术及新加速原理． 强聚焦同步加速器是当前高能加速器的主要类型．近年来采用了分离作用强聚焦系统、增强器等新技术,最高能量已提高到４００千兆电子伏、设计平均流强达微安级,都比六十年代水平提高十倍多．每千兆电子伏投资约６０万美元,为六十年代水平的６０％左右． 质子强流发展较慢,目前仍依靠二十多年前建成的稳相加速器,平均流强为微安级,最高能量１０００兆电子伏．有的正计划改建,把流强提高到十至数十微安．建造中的有两台等时性旋加速器,设计平均流强１００微安,能量约５００兆电子伏．一台８００兆电子伏的质子直线加速器正在总调中,设计流强１毫安．高能强流电子束主要依靠电子直线加速器产生,目前已达２２千兆电子伏,平均流强４８微安． 利用相对运动的两束粒子进行对撞的对撞机是近年来发展较快的加速器类型．由于对撞实验中粒子能量利用率高,是今后进行“超高能”实验的有效方法．目前已经建成的电子正电子对撞机单束能量约２．５千兆电子伏,质子对撞机为２６．５千兆电子伏． 在加速器方面已广泛采用电子计算机和自动化技术．正在研究中的新技术主要为超导磁     

王淦昌老师——我国惯性约束聚变研究的开创者与奠基人——纪念王淦昌老师诞辰100周年

王淦昌老师是一位杰出的核物理学家．他自幼热爱科学，在近70年的科学研究生涯中，贡献是多方面的．他探索未知世界的基础研究领域有：40年代初，在国际上第一个提出《关于探测中微子的建议》；50年代在国内首创并奠定我国宇宙线研究的基础，领导建立了云南落雪山宇宙线实验站，利用多极云雾室研究粒子及其相互作用，获得一大批奇异粒子事例，使我国的宇宙线研究进入当时国际先进行列；50年代末，在前苏联杜布纳联合核子研究所工作时，领导一个小组发现了世界上第一个荷电负超子——反西格玛负超子等等；60年代初，他参加了我国突破两弹的重大任务，为此立下了不可磨灭的功勋，并开创了我国核武器物理实验研究的新领域，为后来的持续发展创造了条件；80年代中，根据当时国际形势与发展趋儿他与王大珩、杨嘉墀、陈芳允一起向中央提出发展高技术的建议，很快被采纳并形成了国家高技术研究发展计划，一直沿续到今天，对我国高技术的发展起了重大作用．     

国际粒子加速器的前沿

人类对于微观世界的探索是粒子加速器发展的驱动力.粒子加速器从20世纪30年代问世以来,不断向更高能量和更好性能挺进.随着研究的深入,粒子加速器一步步从低能发展到高能,从弱聚焦发展到强聚焦,从打静止靶发展到粒子束对撞.更高的能量和更高的亮度是用于高能物理研究的加速器发展的两大前沿.作为多学科研究的平台,同步辐射光源、自由电子激光和散裂中子源等基于加速器的大科学装置也在蓬勃发展.各种低能加速器广泛地应用于国民经济的各个领域.新方法、新技术、新原理层出不穷.文章将讨论国际粒子加速器的前沿.     

近代物理讲座 第六讲 加速器(Ⅰ)

一、序 言 在近代物理学的发展过程中,加速器起了很重要的作用.随着加速器中粒子能量从105eV增加到1011eV,利用它进行研究的领域从核反应扩展到基本粒子反应.至今已发现的各种基本粒子有300多种,其中大部分是靠加速器发现的.图1表示基本粒子被发现的历史和加速器建成的年代对照.图中方框中是粒子名称,上方的英文字母是各个加速器的简称. 加速器在工农业生产、医疗卫生及国防等各方面的应用也越来越广泛.此外,联系着带电粒子的加速问题而发展起来的新思想和新技术,对于其他领域也有很大影响.目前,广泛应用的加速器约有二十来种.下面介绍主要…     

加速器质谱技术在核物理中的应用

新兴的加速器质谱技术（AMS），开拓了核技术应用的新领域。本文简述了加速器质谱技术的主要优点和发展过程，着重介绍了加速器质谱技术在核物理中的应用，其中包括：长寿命同位素半衰期的测量；核反应截面的测量；寻找奇异粒子和测量太阳中微子等实验及应用。     

宁静以致远 淡泊以明志--深切缅怀方守贤先生

方守贤先生是我国著名加速器专家,我国高能加速器事业的开拓者和奠基人之一。20世纪80年代,他参与领导了我国第一台大科学装置—北京正负电子对撞机(BEPC)的设计与建造工作,其性能(对撞亮度)超过国际同能区最好水平—美国斯坦福直线加速器中心SPEAR—个量级,开启了中国基于加速器的高能物理实验研究,为我国在r-粲能区粒子物理研究做出了巨大贡献。     

物理Ⅱ学科发展的机遇和应该注意的问题

物理Ⅱ学科发展的机遇和应该注意的问题方勤学（国家自然科学基金委员会数理科学部，北京１０００８３）国家自然科学基金委员会数理科学部物理Ⅱ学科涵盖理论物理、粒子物理、核物理（包括核技术、加速器）、等离子体物理等几个学科领域．下面根据当前形势和近年来管理...     

国内外加速器发展概述

带电粒子加速器自1930年左右作为探索物质微观结构的手段出现以来,在半世纪多的时间内,获得了十分巨大的发展.它的应用已远远超过早期的单纯的科学研究,而扩大到国民经济、国防建设、医疗卫生等方面.限于篇幅,此处难以全面介绍.下面只谈三个加速器发展的主要方面:即国际上高能加速器发展总貌;国内三大中、高能加速器工程和低能加速器应用概况;最后简单地介绍一下较有希望的新原理及其发展远景. 一、国际高能加速器发展总貌 图1给出加速器能量随年代发展的总的趋势,由图1可以看出: (1)在五十多年的期间,加速器能量提高了约10个数量级.同时,我…     

美国阿贡国家实验室同步辐射装置正在积极开展大分子结构研究

美国阿贡国家实验室同步辐射装置正在积极开展大分子结构研究０年代末、７０年代初第一代同步辐射装置开始出现，它是利用已有的高能物理研究用的同步加速器和贮存环建立起来的，采用“寄生的”模式运行，其Ｘ射线的亮度比常规Ｘ射线装置约大１０４倍．８０年代初期，开始...     

粒子加速器十年发展科技报告会简介

由中国粒子加速器学会主办的“粒子加速器十年发展科技报告会”1990年11月7日至1990年11月12日在西安举行。这次会议是对过去十年我国粒子加速器事业的一次检阅。 来自全国各科研院所、大专院校及加速器制造厂家等单位的代表约100人出席了会议。会上报告了特邀报告25篇和学术报告20余篇。这些报告从不同侧面总结、反映了十年来我国在粒子加速器各个分支的进展。在这短短的十年时间里,我国三大加速器(北京正负电子对撞机、兰州重离子加速器和合肥国家同步辐射光源)从设计、制造到调试、运行取得成功,用以开展高能物理、同步辐射和重离子物理等方面的基础研究和应用研究。与此同时,各类中、小型加速器也在稳步发展。在质子直线加速器、电子直线加速器、回旋型加速器、静电加速器、高压型加速器离子注入机、高功率束加速器、中子发生器等的设计、研制和改造、运行方     

回旋加速器之父劳伦斯

１９世纪初卢瑟福根据ａ粒子的散射效应提出了原子的核式模型,１９１９年他又利用天然放射性物质所辐射的、ａ粒子轰击氮第一次完成了人工核反应,物理学研究从此进入了核的领域．而加速器的发明无疑是推动这一领域的研究迅猛发展的重要因素．正是因为有了加速器,人类才得以获得比天然放射性物质辐射的种类更多、强度更大且更易于控制的高能粒子,来进行各种实验．也是由于加速器的发展,核物理才走上了大规模、集体化研究的轨道．美国物理学家欧内斯特·劳伦斯（Ｅ,Ｏ．Ｒｏｗｒｅｎｃｅ）为加速器的发展作出了杰出的贡献．他一生都在为…     

超高能宇宙γ射线所提出的疑问

在五十年代以前的二十多年里,几乎所有的新粒子都是首先从宇宙线中发现的.只是随着具有GeV能量和更高能量的加速器的相继建成,高能物理学家才逐渐把注意力转向加速器实验. 近几年建立起来的一系列新的超高能宇宙线粒子探测器已观测到从一些“点源”发射来的能量高于1015eV的高能宇宙线粒子.而在此之前人们还从未探测到能量高于1012eV的从点源发出的宇宙线粒子. 观测到从点源发出的超高能宇宙线粒子无疑会有助于解开七十多年来未能解决的宇宙线起源之谜.更重要的是,对这一系列观测进行分析得出的结果还向物理学家提出了一系列疑问. 高能原…