γ光子对撞机

 实在的对撞机是一种把带电粒子（正负电子、质子与反质子、重离子等）加速到高能量并使之在其中对撞的加速器,相应地有正负电子对撞机、质子－质子对撞机、质子－反质子对撞机、电子－质子对撞机和重离子对撞机等．可是,光子对撞机又是何物呢？光子能发生相互作用吗？怎样才能得到高能光子并让它们对撞呢？下面就让我们来谈谈这些有趣的问题．光子能发生相互作用吗？常识告诉我们,光子和光子不能发生相互作用．每天我们都与光打交道,两束光照到一起时,您看见过它们变成别的什么了吗？没有,从来没有．或许您见过光的干涉现象,那只是光作为一种电磁波在迭加时幅度加强或减弱的效应．     

为什么要建造各种各样的加速器

 从《高能物理》和《现代物理知识》杂志上我们已经熟悉了许多高能加速器的名字.譬如说,固定靶质子加速器AGS、SPS、TEVATRON;质子-反质子对撞机S(?)PS;正负电子对撞机SPEAR、DORIS、CESPPEP、PETRA、TRISTAN,最近我国建成了一台正负电子对撞机BEPC,西欧CERN建成了能量更高的正负电子对撞机LEP.为什么世界上要建立如此多的种类不同的高能加速器?世界上已经有了能量高的加速器为什么又还在建造能量低的加速器?等等.一般说来,不同类型和不同能量的高能加速器服务于不同目的的粒子物理实验.根据物理实验的物理目标,选用不同的加速器作实验,选用固定靶加速器或者对撞机;选择质子加速器或者电子加速器;选择能量低的或者能量高的,等等.     

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     

90年代美国的两大加速器装置

 现代科学已经证实,原子核是由核子(质子和中子)组成的,而核子可能是由夸克和胶子组成的.为了研究核子、夸克和胶子的性质,美国于90年代起建造两台大型加速器装置,它们分别是连续电子束加速器装置和相对论性重离子对撞机.     

为什么要建造各种各样的加速器

从《高能物理》和《现代物理知识》杂志上我们已经熟悉了许多高能加速器的名字。譬如说,固定靶质子加速器AGS、SPS、TEVATRON;质子-反质子对撞机S(?)PS;正负电子对撞机SPEAR、DORIS、CESP、PEP、PETRA、TRISTAN,最近我国建成了一台正负     

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。     

布鲁克海文国家实验室

坐落在纽约长岛中心的布鲁克海文国家实验室(BNL)是世界著名的大型多学科综合性科学研究基地。自1947年成立以来,BNL先后建造并运行了宇宙线级质子同步加速器(Cosmotron)、交变梯度同步加速器(AGS)、国家同步光源(NSLS)、相对论重离子对撞机(RHIC)等大型科学装置。BNL共有近3000名科学家、工程师和支持人员,他们同每年4000多名来自世界各国的客座     

γ光子对撞机及相关前沿研究

人类对物质世界的探索从宏观上讲,从地球,太阳系、银河系再到整个宇宙,从微观上讲,从分子、原子、原子核、质子、中子再到各种强子、夸克,甚至希格斯粒子,都在不停地拓展。在粒子物理的进展中,对撞机起着不可替代的至关重要的作用。对撞机是利用两束反向运行的高能粒子束对撞,来获得有效相互作用更强的高能物理实验设备。最早在1943年由挪威科学家Rolf Wideroe提出。随后在1962年,在意大利的弗拉斯卡蒂实验室建成了世界上第一台正负电子对撞机AdA,2×250 MeV。紧接着,美国和苏联也相继建成了CBX和VEP-1。从此之后,人类总共建造了20多台正负电子对撞机,5台质子-质子和重离子对撞机以及一台电子-质子对撞机。由于技术非常复杂,μ子对撞机在世界上仍处于研究阶段。到目前为止,世界上也还没有建造一台伽玛光子对撞机,原因我们后面会讲到。幸运的是,随着超强激光技术飞速发展,现在时机已经逐步成熟,在能区建造一台γ光子对撞机正适其时。     

高梯度电子直线加速器

由于实验高能物理对于高能加速器的需要,希望建造能量为Tev数量级的电子、正电子直线对撞机,为此需要建造能量为Tev数量级、加速梯度为100MV/m的电子直线加速器。本文对于这种高梯度电子直线加速器的工作频率和加速结构的选取、新的微波功率源、脉冲功率压缩系统和双束加速器等有关问题作了综合性的介绍。     

高梯度电子直线加速器

由于实验高能物理对于高能加速器的需要,希望建造能量为Tev数量级的电子、正电子直线对撞机,为此需要建造能量为Tev数量级、加速梯度为100MV/m的电子直线加速器。本文对于这种高梯度电子直线加速器的工作频率和加速结构的选取、新的微波功率源、脉冲功率压缩系统和双束加速器等有关问题作了综合性的介绍。     

我国粒子加速器的现状和发展

文章对我国主要的粒子加速器－－北京正负电子对撞机（ＢＥＰＣ）、兰州重离子加速器（ＨＩＲＦＬ）、合肥国家同步辐射装置（ＮＳＲＬ）３台机器以及 第三代光源－－上海同步辐射装置项目的现状进行了简要介绍,另外,对应用低能加速器也作了扼要问题。     

兰州重离子加速器及其应用前景

本文简要地介绍了兰州重离子加速器的结构和建造过程，并对它的应用前景作了简单的描述．     

北京正负电子对撞机及其重大改造工程

作为探索微观世界工具，对撞机在粒子物理近三十年激动人心的进展中崭露头角，已成为一种占主导地位的高能加速器．北京正负电子对撞机(BEPC)瞄准τ-粲能区的物理窗口，自1988年建成投入运行以来，在高能物理实验和同步辐射研究领域做出了许多重要成果，已成为在其工作能区性能国际领先的高能加速器．为了在激烈的国际竞争中继续保持在τ-粲物理领域的领先地位，中国科学家提出了北京正负电子对撞机重大改造计划(BEPCⅡ)，于2003年底得到国家批准．和BEPC一样，BEPCⅡ“一机两用”，用于高能物理和同步辐射研究，作为对撞机的主要指标的亮度将比BEPC高100倍，同步辐射的性能也将大幅度提高．文章简要介绍了BEPC运行成果和BEPCⅡ的建设进展及其发展前景．     

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.     

W与Z粒子的发现

<正>1.引言本文描述了弱中间玻色子W与Z发现的科学研究过程。其中包括将CERN当时已存在的高能质子加速器及其相关设备改建成质子反质子对撞机的最初建议,以及之后的探测器的设计、建造和运行的全过程,由此为第一次观测到这两种基本粒子的产生和衰变提供了相应的证据。回顾1967~1976年,这10年是一个不平凡的实验和理论相互促进的时期,1967~1968年温伯格(S.     

EicC束流冷却方案设计与模拟

对核子内部结构的研究是当前理论和实验研究的重要前沿,高能散射实验是探索核子结构的理想工具。中国科学院近代物理研究所计划在已开建的强流重离子加速器项目(HIAF)的基础上,升级建造中国极化电子离子对撞机(EicC)。EicC将提供质心系能量为15～20 GeV的电子和质子双极化束流,对撞亮度设计指标为2×10³³ cm^-2s^-1,离子束的有效冷却是EicC实现亮度目标的关键。针对离子束流初始发射度大、能量高、流强强的特点,EicC采用两级束流冷却方案,首先在增强器(BRing)中利用常规直流电子冷却器降低离子束流发射度,其次在对撞环(pRing)中采用基于能量回收型直线加速器(ERL)的高能束团冷却系统,抑制对撞过程中的离子束发射度增长。以质子束为例,模拟研究了EicC束流冷却装置中电子束的尺寸、温度、冷却段的磁场和束流光学参数对冷却速率和冷却过程的影响,最终得到了满足亮度要求的束流冷却参数。     

第四讲 超强激光脉冲与等离子体相互作用中高能离子的产生

近几年来，由于高功率激光技术的不断发展，利用超强激光脉冲与等离子体相互作用产生高能离子束的研究得到了极大推动．实验和理论模拟均发现，在超强激光脉冲与等离子体相互作用过程中，可以产生高亮度、小尺寸、方向性好的高能质子束和高能重离子束．这种基于超强激光的高能离子源在先进离子束成像技术、惯性约束聚变混合“快点火”、新型台面离子加速器以及医疗等方面都有很诱人的应用前景．文章主要介绍了超强激光与固体靶相互作用中高能离子束（尤其是质子束）的加速机制、高能离子束特性、常用测量方法及其潜在应用，并对最新的研究进展进行了简单介绍．     

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.     

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     

潘诺夫斯基教授荣获中国国家国际科技合作奖

 ２００１年４月５日中华人民共和国科技部举行隆重颁奖仪式,将国家科技合作奖奖牌正式授予潘诺夫斯基教授。众所周知,潘诺夫斯基（Ｗ．Ｋ．Ｈ．Ｐａｎｏｆｓｋｙ）教授系高能物理学家,无论作为一名科学家,还是任所长领导一职,在其职业生涯中,都充分显示出他不仅是一位著名的物理学家,而且还是一位杰出的加速器建造专家。在他担任所长期间,斯坦福直线加速器中心,（ＳＴＡＮＦＯＲＤＬＩＮＥＡＲＡＣＣＥＬＥＲＡＴＯＲＣＥＮＴＥＲ,简称ＳＬＡＣ）成功地建造了ＳＰＥＡＲ,ＰＥＰ和ＳＬＣ对撞机,并取得了许多有趣的重要物理成果,包括３个诺贝尔物理奖：发现质子并不是一个点粒子而有内部构造.