超导超级对撞机(SSC)物理

 近几年来,人们经常谈论美国正在建造一台超导超级对撞机(简称SSC)的问题.它的预算造价为82.49亿美元,历时十年(1989-1999),周长87公里,占地69平方公里.其规模和造价都是空前的.美国政府和能源部正通过各种途径寻找国际合作的可能性来完成这一庞大的高能物理工程.去年五月中旬在北京召开的亚洲、太平洋地区的SSC国际合作会议就是在这一背景下召开的.人们不禁要问为什么要建造这样昂贵的高能加速器?超导超级对撞机对物理学发展会起到什么作用?本文试图从物理角度来分析和回答上述问题.     

美国的超导超级对撞机

 1989年9月7日上午,美国参、众两院举行会议,表决通过了建造美国历史上最大的加速器--超导超级对撞机（Superconducting Super Collider,即SSC）的决定.这台加速器,是周长87公里的质子-质子对撞机,质心系能量40TeV(1TeV=10¹²电子伏),建造在德克萨斯州达拉斯市南郊农场地下50米左右,耗资60亿美元,由美国能源部领导,SSC实验室（命名为罗纳德·里根高能物理实验室,实验室主任为R·Schwitters）负责,在1998年建成.     

超级质子-质子对撞机中束流热屏的热-结构耦合模拟分析

束流热屏(beam screen)是新一代高能粒子对撞机中的重要部件,用于将束流在管道中运行时产生的热量转移到冷却系统中,同时通过束流热屏上的排气孔将残余气体输送至冷管壁上,维持良好的真空度.然而,在转移热负载的过程中,温度变化产生的形变会影响束流热屏的结构稳定性.如何在保证束流热屏良好传热性能的情况下,尽量减小形变是优化束流热屏结构设计的关键问题之一.本文采用ANSYS软件对束流热屏模型的传热性能和力学性能进行了模拟,并优化了束流热屏结构设计,增强其传热性能和结构稳定性.对于束流热屏外屏的内表面,采用减小铜涂层厚度的方式来降低运行过程中产生的洛伦兹力.相关理论模型计算结果表明:与厚度为100μm的铜涂层工况相比,当铜涂层的厚度在0到100μm之间变化时,厚度为75μm的铜涂层可以使束流热屏外屏的最大形变降低70.9%,同时使束流热屏的最高温度升高1.1%.对于束流热屏内屏,采用间隔布置支撑肋片的设计方案对束流热屏的结构进行加固处理,提高束流热屏整体的结构稳定性.计算结果表明:与未加支撑肋片的工况相比,当相邻两个支撑肋片之间的间隔为1个排气孔时,束流热屏内屏的最大形变可降低86.8%,同时使束流热屏的最高温度降低7.69%.研究成果为新一代高能粒子加速器真空系统中关键部件束流热屏的设计提供重要的理论参考.     

北京正负电子对撞机工程

本文介绍北京正负电子对撞机工程的建造目的和意义，工程的主体结构以及对于我国工业技术和高技术所起的促进作用．     

发现量子宇宙——粒子对撞机的角色

 当今正是粒子物理学发生根本性变革的时期。新近的实验证据要求一种全新的宇宙图像。一些新的发现近在咫尺，它们将以新的物质形态、新的自然力和新的时空维度来拓展人们的想像力。突破将来自下一代粒子加速器，即目前正在欧洲建造的大型强子对撞机(LHC)，以及拟议中的国际直线对撞机(ILC)。在这些加速器上进行的实验将使你的宇宙观念发生根本性的变革。     

加速器的粒子物理实验还有前途吗

 莫里·蒂格纳(MauryTigner)是美国康乃尔大学核研究实验室主任和物理学荣誉退休教授,他曾领导了美国超导超级对撞机(SSC)中心设计组的工作。大家知道,1993年10月,美国众参两院联席会议表决停建SSC。     

北京正负电子对撞机与工业技术

工业高技术是建造对撞机的基础。而建造高持能指标和高可靠性的对撞机必将推动并突破工业高技术的前沿。25年来国际高能加速器和高能粒子探测器的发展历史充分体现了两者间相互影响的良性循环，北京正负电子对撞机的建成及其对工业技术的影响标志着这种良性循环的开始。     

第一台直线对撞机开始生产Z^0粒子

1989年4月12 日,在美国斯坦福直线加速器中心(SLAC),人们为高能物理发展的又一大喜事——在建成世界上第一台这类直线对撞机SLC两年后,首次产生了Z0粒子而沉浸在喜悦之中. 由B.里克特教授主持兴建的SLC工程于1983年正式开工.其主要目的有两个:一是发展加速器技术,使建成的新型正负电子对撞机相对于电子储存环对撞机而言,在大幅度提高束流能量时并不需要大大增加经费,为正负电子对撞机向更高能发展开创新途径.二是寻找理论家们预言的传递弱相互作用的中间玻色子Z0,并且可以做许多物理研究工作. 西欧核子研究中心(CERN)的LEP是当今世…     

等离子体型的粒子加速器

 以接近光速飞行的带电粒子群以及高能加速器,使我们对物质的结构、自然界基本力的作用、宇宙起源的认识,都有了长足的进步.在本世纪30年代,能产生百万电子伏特(MeV)能量的迴旋加速器,模拟了巨星核心的条件,提供了研究原子核反应的实验环境.后来出现的可产生十亿电子伏特(Gev)能量的同步加速器和直线加速器,揭示了中子量内部的环境,并证实了反物质的存在.今天,质子同步加速器的能量达万亿电子伏特(TeV),用于探测宇宙诞生时的十亿分之一秒内的环境.建造世界上最大的加速器--超导超级对撞机(SSC)的计划已经拟定.这个对撞机所使用的技术,在实际上已趋于它的极限.幸运的是,一种新的加速器技术--等离子体型的粒子加速器技术已经问世,它为达到更高能量开辟了一条充满希望的道路.     

μ子对撞机及中微子工厂国际研究现状

 对未知世界的好奇,对真理的孜孜追求,是推动人类文明发展的重要动力。伽利略研磨了透镜,把人类的视野延伸到太阳系外,观测远距离大尺度的宇宙天体。进而,科学家又把注意力转向小尺度物质时空。自普朗克撞开量子大门,人类对微观世界的研究思维发生了革命性的变化。     

等离子体尾场“涡轮增压”粒子加速器

当2000年欧洲粒子研究所（CERN）的大型正负电子对撞机（LEP）被拆除时，该对撞机已经创造了将电子能量加速到100GeV以上的记录．但是这样高的能量并不容易达到．利用原来LEP的隧道新建的大型强子对撞机LHC的造价为10亿美元．     

粒子物理学100年的发现

 粒子物理学的发展始于1897年电子的发现,到1995年顶夸克的发现经历了100年.在这100年中,随着不断地发现新粒子和新现象,粒子物理学从孕育、诞生、成长到成熟,形成了一门崭新的物理学前沿学科.     

大型强子对撞机上的实验进展

大型强子对撞机的成功建成,使人类对微观世界的探索深入到了10^-18 m这样一个全新的领域。文章介绍大型强子对撞机上实验的最新进展。     

国际直线对撞机研究现状及未来发展

文章介绍了国际直线对撞机(ILC)的科学目标及直线对撞机(LC)与强子对撞机(LHC)的关系.结合对正负电子直线对撞机历史的回顾及国际直线对撞机方案的选择,对国际直线对撞机的发展现状及未来发展趋势进行了介绍.对中国科学家在国际直线对撞机中所做的国际合作研究进行了简要的回顾,并强调了中国抓住国际直线对撞机国际合作机遇对中国科学发展的重要性.     

μ子对撞机的研究进展

μ子对撞机的研究进展目前，理论方面认定，“超标准模型”新物理将出现在ＴｅＶ量级或接近ＴｅＶ量级能量的夸克－反夸克和轻子－反轻子对撞中．为了充分研究ＴｅＶ能级物理，至少要有一台几个ＴｅＶ能量的强子－强子对撞机，用来广泛寻找新物理，还需一台或更多的ＴｅＶ...     

大型环形对撞机中的前沿技术

<正>粒子物理是研究物质最微观组元及其相互作用的学科,是70年来最基础、最重要的前沿科学之一。几百年来,对最小物质结构的研究引领着科学发展的不断深入,是许多新领域、新理论和新技术的源头和推动力。2012年希格斯粒子发现以后,粒子物理面临着重大转折:一方面标准模型得到完全的验证;另一方     

国际直线对撞机研究现状及未来发展

文章介绍了国际直线对撞机(ILC)的科学目标及直线对撞机(LC)与强子对撞机（LHC）的关系.结合对正负电子直线对撞机历史的回顾及国际直线对撞机方案的选择,对国际直线对撞机的发展现状及未来发展趋势进行了介绍.对中国科学家在国际直线对撞机中所做的国际合作研究进行了简要的回顾,并强调了中国抓住国际直线对撞机国际合作机遇对中国科学发展的重要性.     

ILC——TeV能量正负电子直线对撞机计划

 2004年8月20日,在北京举行的第32届世界高能物理大会结束的前两天,国际未来加速器委员会(ICFA)主席乔纳森·多芬(JonathanDorfan)在大会上宣布:国际未来加速器委员会已经批准了国际技术推荐专家委员会(InternationalTechnologyRecommendationPanel)的推荐,专家委员会正式推荐在未来的正负电子直线对撞机上采用"冷技术"。     

大型强子对撞机（LHC）开始运行

2008年9月10日,当地时间上午9：30,位于日内瓦附近的在法国与瑞士边界地下100m深处的迄今为止最强大的粒子加速器投入运行．这台花费50亿英镑建造的机器,像周长为27km长的跑道,两束质子在里面沿相反方向飞行,直至发生对撞,飞行速度可达光速的99．99％．每一束质子所携带的能量相当于以每小时90英里（1英里=1．609km）运行的欧洲之星（Eurostar）列车的能量．