高能物理实验的离线计算

正高能物理研究组成物质的基本粒子及其相互作用规律,是物理学研究中的最前沿。当今,高能物理实验规模一般都很大,需要成百上千的科学家参加。高能物理实验的周期比较长,从实验设计到目标的实现通常会经历十几年甚至几十年的时间。实验产生的海量实验数据,需要借助先进的计算机技术来处理和分析,实验的需求也助推了计算机信息技术的不断发展。近年来,我国物理学家在以我为主的高能物理实验中取得了令人瞩目的成绩,其中包括北京正负电子对撞     

我为BEPC/BES的成功点赞——纪念BEPC对撞成功30年

正北京正负电子对撞机BEPC及其实验装置北京谱仪BES是我国最大的基础科学实验研究设备之一,1984年开始工程建造,1988年建成并实现正负电子对撞,从1988年实现对撞和1989年投入实验运行到今天已经30年了。在这30年里,BEPCI升级到BEPCII,BESI升级到BESⅡ再到BESⅢ,不间     

北京正负电子对撞机重大改造工程对撞成功

中国科学院高能物理所于7月22曰举行新闻发布会,正式对外宣布北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCII）取得重要进展——加速器与北京谱仪联合调试对撞成功,并观察到了正负电子对撞产生的物理事例,各种设备工作正常。这是BEPCII工程的重要里程碑,标志着BEPCII高质量、按计划地圆满完成了建设任务,即将进入试运行阶段。     

北京正负电子对撞机和高能物理

 1988年10月24日上牛,阳光明媚,雨后空气格外清新.位于北京西郊的中国科学院高能物理研究所内,繁花似锦,一派节日气象.取得首次对撞成功的广大科技人员迎来了邓小平、赵紫阳、杨尚昆、李鹏等国家领导人.四年前,就在这片土地上,邓小平同志亲临破土,开始了我国第一台高能加速器--北京正负电子对撞机的建设.在全国几百家工厂、研究所、高等院校上万名科技人员、工人、干部的通力合作下,经过四年的日夜奋战,终于取得了对撞成功.     

超音速高密度喷流对撞过程中的高效能量转移

在双锥对撞点火激光核聚变方案中,两个锥口相距约100μm放置的金锥内氘氚球冠靶在高功率纳秒激光烧蚀驱动下,获得沿金锥的球对称压缩和加速,形成沿着金锥轴向的超音速高密度喷流,出射喷流在两个金锥的几何中心发生对撞减速并形成聚变密度等离子体.在对撞过程中,高速运动喷流的动能转化为内能,实现对等离子体的预加热,与此同时,皮秒拍瓦激光产生的高能快电子从垂直方向入射并加热高密度等离子体,使其快速升温达到聚变温度,实现聚变点火. 2020年在中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光联合实验室神光Ⅱ升级激光装置上,我们利用总能量为10 kJ的八路纳秒激光进行了两轮实验.实验利用包括X射线汤姆逊散射、硬X射线单色背光成像、X射线条纹和分幅成像等多种主动、被动诊断方法对超音速高密度喷流对撞过程进行了高时空分辨研究,实验测量发现,在单锥口形成的超音速等离子体喷流密度为5.5—8 g/cm~3;在对撞过程中形成了阻滞时间约200 ps的高密度等离子体,中心密度达到了(46±24) g/cm3.通过对等离子的温度、速度的分析发现,对撞过程中动能到内能的转换效率高达89.5%.     

北京正负电子对撞机本底辐射及高Z闪烁体辐照损伤研究

在北京正负电子对撞机上首次从粒子物理实验的需要出发开展了对撞区辐射本底的系统研究.发展了动态研究对撞区辐射水平的有效方法,能够灵敏地反映出对撞机不同工作状态下的本底辐射水平与其分布情况以及在对撞状态下随时间变化的规律.考察了国产BGO及BaF₂晶体在对撞机辐射环境中的抗辐照性能.     

激光脉冲和电子束对撞准确度的测量方法

超强激光脉冲与相对论电子束相互对撞是当前主要的强场量子电动力学（QED）实验手段。如何测量超强激光脉冲和电子束对撞的准确度,进而实现微米精度的准确对撞,是目前限制实验发展的重要因素。利用蒙特卡罗数值模拟方法,系统研究了超强激光脉冲和相对论电子束相互对撞过程,重点关注了电子和辐射光子动力学信息与激光脉冲和电子束对撞偏移量之间的对应关系。研究发现:辐射光子的空间分布信息,可以有效反映出激光脉冲和电子束的对撞偏移量。基于该研究结果,实验中可利用光子空间分布的信息,实现对激光脉冲和电子束对撞准确度的调节,从而有望促进强场QED实验技术的发展。     

北京谱仪亮度监测器

本文报道了北京谱仪亮度监测器的设计、建造,探测器的性能指标,读出线路及数据获取系统的工作原理.1988年10月,监测器给出北京正负电子对撞机(BEPC)的首次对撞亮度,超始对撞亮度值为5×10²⁸/cm².s.在以后的对撞实验中给出的对撞亮度与根据加速器运行参数估计的数值符合得较好.     

超子衰变CP破缺研究突破的新契机

<正>北京谱仪III国际合作组最近提出一种创新方法,利用正-反超子对的量子关联和级联衰变性质来研究物质和反物质不对称性,该方法提供了极其灵敏的实验探针。相关研究成果于2022年6月2日在《自然》杂志上正式刊发（https://www.nature.com/articles/s41586-022-04624-1）。论文引起国际同行的密切关注。这一方法的创新性在于北京谱仪III合作组研究人员发现利用正负电子对撞产生的正反超子对的量子关联性分析其衰变中宇称和电荷宇称（CP）破缺的性质,可极大提高实验灵敏度,     

BESⅢ实验首次观测到Y(4260)→γX(3872)辐射跃迁

<正>随着我国北京正负电子对撞机(BEPCII)上的北京谱仪(BESIII)实验和日本高能加速器研究机构(KEK)的Belle实验发现带电奇特强子态ZC(3900)[1],研究奇特态粒子成为粒子物理学研究领域中当前最热门的课题之一。究竟什么是奇特态粒子呢?这还得追溯到基本粒子的结构。     

原子核的电荷恰等于原子序数吗?

基本粒子的电荷为一恒值,这是物理学中一个很基本的假定.我们化多年的业余时间调查研究了有关基本粒子电荷的实验依据,着重的分析了有关测定原子核荷的实验资料,得出核荷以一定规律偏离原子序数,从而推出基本粒子的电荷可能随粒子所处的状态(或能量)而变化.最近在整理本文时看到国外 Leiby等有类似的想法,提出电荷与能量互为转换.下面将我们工作的主要结果提出来供同志们讨论. 一、对核荷的传统看法 及其实验依据 核荷就是指原子核所带的电荷.卢瑟福(Rntherford)1911年首先用a粒子散射原子发现原子有核存在,原子核带正电荷,核外电子带负电…     

CMS探测器升级中的气体——电子放大器

正2009年,经过近二十年的设计、施工和安装调试,位于欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)终于正式对撞成功,运行于其上的紧凑型缪子螺线管(Compact Muon Solenoid,CMS)~(1)探测器也开始运行取数。三年后,CMS实验与ATLAS实验共同宣布,在质量125 Ge V发现了希格斯玻色子~(2)。这是举世瞩目的高光时刻,意味着粒子物理标准模型预言的基本粒子全部被发现,人类对粒子物理的探索进入了新的领域。     

深切悼念朱洪元先生

著名理论物理学家,中国科学院学部委员,中国高能物理学会名誉理事,中国科学院高能物理研究所研究员朱洪元先生,因病医治无效,于1992年11月4日12时57分在北京逝世,享年75岁. 朱洪元先生1917年2月出生于江苏宜兴.1939年毕业于同济大学机械系,1945年赴英留学,在P.布莱凯特教授指导下从事宇宙线及基本粒子研究,1948年获英国曼彻斯特大学哲学博士学位,1950年10月回到祖国.回国以后先后在中国科学院近代物理研究所、原子能研究所、高能物理研究所从事研究工作.历任高能物理研究所理论研究室主任     

发现τ中微子是对自然规律更深的认识

 据《科技日报》８月１日华凌报道,经历２０多年的搜寻,由美、日、韩、希腊等国５４名科学家组成的国际合作组于７月２０日宣布．利用美国费米实验室的加速器,首次发现了能够证明自然界中最捉摸不定、小得令人难以置信的最后一种微小粒子──。中微子存在的直接证据,这项突破性的成果宣布后在物理学界引起了极大的反响,中微子的发现在人类科学发展史上究竟有何重大意义呢？笔者带着有关问题走访了中国科学院高能物理所所长陈和生,他做了如下评介：自１８９７年,科学家通过实验首先发现了电子,约百年后１９９５年检测到了第１１个基本粒子,到本世纪末发现的最后一个粒子τ中做子,这对于验证粒子物理学标准模型又走出了关键性的一步．     

高科技领域又一重大成就——我国最大的重离子加速器建成出束

 1988年12月12日,我国最大的重离子加速器在兰州建成,并引出碳离子束.这是继北京正负电子对撞机对撞成功后,我国在高科技领域中取得的又一重大成就.重离子物理是最近十多年发展起来的一个重要研究领域,是用高速重离子轰击原子核、原子、分子、各种固态物质乃至生物细胞,从而研究它们的内部结构和变革规律的一门综合性科学.     

地球上最热最密的物质可能已在实验室内诞生

最近美国BNL实验室的科学家们在他们的一个学术报告会上 (2 0 0 3年 6月 18日 )宣布 ,在该实验室的相对论性重离子对撞机 (RHIC)上进行的最新实验结果表明 ,在金原子核与金原子核对撞中已创造了不寻常的高温高密度条件 ,非常接近夸克胶子等离子体 (QGP)的条件生成 .夸克胶子等离子体曾存在于大爆炸后的百万分之一秒的时间内 .2 0 0 3年 6月 19日 ,纽约时报也以“科学家们报告从未见过的最热最密的物质”为题 ,对这一研究结果作了报道 .2 0 0 2年 2月 ,欧洲粒子物理研究中心 (CERN)的研究人员曾宣布在CERN的加速器上生成了一种新物质…     

北京同步辐射装置介绍

北京正负电子对撞机（BEPC）通过高能加速器加速正负电子,利用高速正负电子韵对撞研究高能物理的基本过程;同时高能带电粒子加速运动产生的副产物——同步辐射可提供真空紫外至硬X光波段的高强度光源,可用来开展各领域的研究工作。北京同步辐射装置（BSRF）是利用同步辐射光源进行科学研究的装置,是对社会开放的大型公用科学设施,是我国凝聚态物理、材料科学、化学、生命科学、资源环境及微电子等交叉学科开展科学研究的重要基地。目前已建成若干条光束线和实验站的同步辐射装置。BSRF有两种运行模式：兼用或专用模式,兼用模式用于高能物理对撞实验,同时也提供同步辐射光;专用模式专用于同步辐射研究。     

北京正负电子对撞机重大改造工程圆满完成

历时5年、耗资6．4亿元的北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCⅡ）于2009年5月19日圆满完成。改造后的电子对撞机在1．89GeV能量下,对撞亮度超过3&#215;10^32cm^-2&#183;s^-1,最高达到3．21&#215;10^32cm^-2&#183;s^-1,性能提高30多倍,每秒钟可实现碰撞1亿多次,对撞亮度在一定能量区域里,是美国康奈尔大学的加速器CESR曾创下的世界纪录的4倍以上。建成于1988年的北京正负电子对撞机是世界八大高能加速器中心之一,中国科学家利用这一装置在世界高能物理领域占据了一席之地。2003年,在SARS病毒防治战役中,     

质子和中子有“远亲”了

美国能源部费米国家加速器实验室国际费米碰撞探测器（CDF）合作组的科学家23日说，他们利用Tevatron对撞机，成功地发现了两种罕见的粒子．经过鉴定，这两种粒子是最常见的质子和中子的“远亲”．     

物理学是从实验产生的

物理学是从实验产生的吴水清（中国科学院高能物理研究所北京１０００３９）著名物理学家丁肇中先生，在领取诺贝尔物理奖时，发表了热情洋溢的演说，其中谈到理论与实验的关系十分精辟．他说：“得到诺贝尔奖，是一个科学家最大的荣誉．我是在旧中国长大的，因此想借这个...