我国粒子加速器的发展和展望

我国粒子加速器在８０年代里有了相当大的发展．三大加速器建设工程的完成，标志着我国已具有了建造大型加速器的能力．粒子加速器技术在一些方面已达到了国际上８０年代中期的水平，低能小加速器的应用出现了新的形势，一些相关的工业技术得到了相应的发展．当然，与国际上新技术、高技术日新月异的发展形势相比，我们仍然存在着很大的差距．本文试图纵观世界上粒子加速器的发展，分析我国粒子加速器所处的地位和今后的发展．     

维克斯列尔（Veksler,Vladimir Iosifovich，1907—1966）俄国物理学家（Physicist，Russia）

维克斯列尔出生于乌克兰的日托米尔，于1931年毕业于莫斯科动力学院。他在高能实验物理学及粒子加速器的发展上作出过重大贡献。1945年，他提出了一个设计回旋加速器的方法，这种加速器可以补偿高速粒子质量因相对论而发生的变化（速度很高时质量会有明显增加）所产生的影响，因而能使粒子获得较大的能量。几年后，麦克米伦也独立地提出了相同的方法。     

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。     

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。     

3厘米的10亿电子伏加速器

在过去的一个世纪中，用于核物理与粒子物理研究的加速器所加速的粒子能量从几千电子伏（keV）、几百万电子伏（MeV）直增加到几十亿电子伏（GeV）．让这样高能量的粒子轰击物质可以生成瞬间的小规模的早期宇宙．如今，在短时间内把粒子加速到更高能量的研究工作已经迈出了值得注意的一步．     

北京正负电子对撞机上发现新粒子

新年伊始，北京谱仪国际合作组在北京中国科学院高能物理研究所和美国夏威夷大学同时宣布：北京正负电子对撞机上发现了一个仅存在10-23s的新粒子，科学家猜测，它有可能是在高能物理实验中寻找了几十年的新型粒子，暂时被命名为“X1835”。这个新粒子是在分析J/Ψ粒子(丁肇中因此在1975年获得诺贝尔奖)衰变到一个光子和三个介子的过程中被发现的。它的质量值约为3.3×10-27kg，略低于二倍质子质量值。而且它的寿命也极短，仅为约10-23s，人类的正常知觉根本无法感受到它的存在。最终确定“X1835”粒子的基本结构需要更大量的数据，但是已…     

华人学者发现奇特粒子

据美国国家实验室斯坦福直线加速器中心（SLAC）近日报道，著名国际实验合作组BABAR粒子物理国际合作组发现一种属性奇特的粒子Y（4260），具体发现该粒子的是中国科技大学近代物理系校友叶树伟博士和娄辛丑教授．     

辐照用紧凑连续波电子加速器的物理设计

为适应工业电子加速器需求增多的现状,提出了一种新型的结构紧凑的连续波电子加速器,运行频率为180MHz。依靠置于加速腔外的多个偏转磁铁,使电子束多次穿越加速腔,从而得到持续的加速。设计过程中,用CST软件对谐振加速腔进行了优化,用Parmela软件模拟了束流的粒子动力学。粒子纵向稳定度和横向聚焦也通过模拟进行了分析和验证。结果显示:此种新型加速器能得到9MeV,100kW的稳定电子束流。     

新的粲素粒子

<正>两个粒子物理实验室的物理学家们独立地发现了一种新的神秘强子的证据。这种名为Zc(3900)的粒子,好像是一种"带电的粲素",是由以前所未见的一种方式组合起来的夸克组成的。对Zc(3900)粒子的进一步研究可能提供关于将夸克束缚在强子内的强力的信息。粲素是重介子,含有一个粲夸克和一个反粲夸克。由于是复合粒子,因而可以处于几种不同的能态。其中最著名的就是其第一激发态,称为J/Ψ粒     

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。     

我国物质结构研究的大型实验平台(续)——非加速器粒子物理实验设施

在粒子加速器问世以前,科学家就利用天然放射性和宇宙红进行核物理的研究。1919年卢瑟福用放射性物质产生的α射红轰击原子核,首次实现了人工核反应。天然放射性粒子来之不难,但能量较低、强度很弱;宇宙红能量最高可达1022eV,却是"靠天吃饭",难以开展精确的实验。粒子加速器在20世纪30年代初发明后,很快成为核物理和粒子物理研究的主角。然而,随着粒子物理向高能量前沿的推进,加速器的规模成越来越大,位于瑞士和法国边境质心系1     

BES取得J/衰变事例

 今年六月,从高能物理所传来了一个鼓舞人心的好消息,北京谱仪(BES)上记录到了正电子和负电子对撞产生的J/(?)粒子的衰变产物.当正电子和负电子的总能量被扫描到3.097GeV时,反应产物剧增,在显示屏上观察到了大量的J/(?)衰变产生的强子事件.在这个能量附近形成了一个很锐的产额峰.J/(?)粒子是15年前美国麻省理工学院丁肇中教授领导的实验组和美国斯坦福直线加速器中心里克特教授领导的实验组分别发现的.     

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．     

宇航器件中的单粒子效应及其加速器地面模拟

描述了宇航半导体器的单粒子效应的危害和研究方法，并介绍了用重离子加速器进行地面模拟研究的概况。     

利用加速器提供的重离子进行SRAM单粒子效应研究

报导了利用北京大学串列静电加速器提供的重离子对两类静态随机存储器进行单粒子效应的实验和测量。给出了两类静态随机存储器的单粒子效应翻转戴面随线性能量转移值的变化关系曲线。     

方守贤与重离子加速器

方守贤先生与病魔顽强地抗争了10个多月后,2020年1月19日离我们而去。噩耗传来,噙泪静思,先生音容笑貌萦绕在耳,精神品学铭刻于心。方先生是我国高能加速器事业的开拓者和奠基人之一,是我国加速器大科学装置战略科学家,一直坚守在加速器科学研究的前沿,为我国核科学和粒子加速器事业的持续发展做出了重大贡献。我有幸与方先生相识多年,先生对近代物理研究所、重离子加速器发展和我本人曾给予指导和帮助,每每想起这些,心中对先生的敬仰之情油然而生。     

让粒子加速器服务国家发展、造福人民大众

方守贤院士是著名的加速器物理学家,是我国高能加速器事业的开拓者,更是一位富有激情和奋斗精神的战略科学家,他的一生与我国的粒子加速器发展紧密相连,为祖国的加速器科技做出了重大贡献。方守贤院士是我博士后工作的合作导师,30年来我目睹了他深谋远虑,不断地进行战略谋划并付诸具体行动的工作历程。     

新物理的探索——非加速器粒子物理实验的进展

 近十年来,非加速器粒子物理实验的进展引人注目.实验设备规模宏大,建造费用猛增,实验运行周期变长.去年八月二日至八日在新加坡举行的第二十五届国际高能物理会议上,非加速器粒子物理实验及其有关理论的报告占相当大的比重,引起与会者的广泛兴趣.加速器产生的粒子束能量与亮度是可控的,粒子束种类、飞行方向和到达时间可由实验人员调节与控制.几十年来,这种粒子源实验手段在高能物理的飞速发展中起了巨大作用.但是,无论是粒子的能量还是粒子的种类,自然界存在的粒子源远比人工粒子源丰富多样.人们往往是在自然界找到了新粒子源,然后在加速器中产生它,并进行精密的测量.这样的例子是层出不穷的.例如,α、β与γ射线就是在天然放射源中找到的.正电子、μ介子和奇异粒子也是在宇宙线中首次发现的.     

方守贤院士荣获ACFA-IPAC’13终身成就奖

2013年5月23日,在第四届国际粒子加速器大会(IPAC’13)上,亚洲未来加速器委员会(ACFA)主席野崎光昭教授和IPAC’13奖励委员会主席陈佳洱院士向方守贤院士颁发了ACFA-IPAC’13的最高奖项——终身成就奖。方守贤院士在其整个科学生涯中献身于粒子加速器的物理与技术。特别是他领导团队建     

热烈祝贺谢家麟院士荣获国家最高科学技术奖

 谢家麟院士是我国高能物理粒子加速器事业的开拓者和奠基人,为我国高能粒子加速器从无到有并跻身世界前沿起到了至关重要的作用,对我国高能物理实验基地的建造作出了十分杰出的贡献。今年2 月14 日,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会,党和国家领导人胡锦涛、温家宝、李长春、李克强出席大会。会上宣读了《国务院关于2011 年度国家科学技术奖励的决定》,宣布中国科学院院士谢家麟获得2011 年度国家最高科学技术奖。