高能物理是中美科技合作交流的开端。1979年，邓小平同志亲自推动建立了中美高能物理合作，开启了两国在科学研究领域的合作并逐渐扩展到其他领域。35年来，中国高能物理研究从无到有取得了巨大发展。目前已建立了自己的实验基地和研究队伍，科研与技术能力达到国际先进水平，北京正负电子对撞机、北京谱仪实验、大亚湾中微子实验等以我为主的大科学装置和大型粒子物理实验取得了一批具有重大国际影响的成果。中美高能物理合作为此奠定了基础并做出了十分重要的贡献。
1979年1月邓小平同志访美期间，由方毅副总理和美国能源部部长施莱辛格签订了《中华人民共和国国家科学技术委员会和美利坚合众国能源部在高能物理领域进行合作的执行协议》。同年6月，中美双方在北京召开了第一次中美高能物理合作联合委员会会议，建立了中美高能物理联合委员会机制并决定按年度召开会议，一直延续至今，奠定了中美高能物理合作的基础。目前，在中美高能物理会谈的框架下，中方参与单位包括中国科学院高能物理所和上海应用物理所，美方参与单位包括美国能源部下属的多个国家实验室。
中美高能物理合作得到了我国政府和历届领导人的高度重视，邓小平同志曾多次接见参加中美高能物理会谈的美国高能物理代表团，方毅副总理于1986年、朱镕基总理于1998年、温家宝总理于2004年、陈至立国务委员于2006年、刘延东国务委员于2010年也曾接见美国高能物理代表团。
自中美高能物理合作协议签订以来，中美高能物理联合委员会共召开了34次会议，签订了34个年度合作计划，合作项目累计近900项。其中前期基本围绕北京正负电子对撞机（BEPC）、北京谱仪（BES）、北京同步辐射装置的建造进行；1990年以后基本围绕加速器建成后的运行、改进、和物理实验进行；2000年以后围绕BEPC重大改造工程、上海光源工程、大亚湾中微子实验和散裂中子源工程等进行。
中美高能物理合作协议是中美政府间第一个学科领域内的合作协议，多年富有成效的合作使双方都认为高能物理合作是两国科技合作的典范。多年的合作硕果累累，主要成果有：
1、北京正负电子对撞机和北京谱仪
小平同志亲自批准的北京正负电子对撞机和北京谱仪项目（BEPC）1984年动工，1988年竣工。根据中美高能物理合作协议，双方在人才培养、技术转让、设备加工和出口、大型实验室管理等多方面进行了富有成效的合作。设备建成后，我们按国际惯例成立了北京谱仪国际合作实验组，进行科学研究，美方先后有十几所大学参加，成为我国第一个以我为主的大型国际合作。该合作组取得了一系列具有重要国际影响的研究成果，如：τ轻子质量的精确测量、2-5GeV能区R值精确测量、新粒子的发现等，奠定了我国高能物理研究的基础。
2、北京正负电子对撞机重大改造工程
2003年，我国政府批准了北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCII），该项目也成为中美双方新的合作重点。由于中方已有能力自行完成加速器与探测器的设计与建造，美方主要在部分关键技术上给予咨询与帮助。2008年成功建成、投入运行以来，新的北京谱仪国际合作组（包含美、俄、德、意、荷等国几十位科学家）取得了更大的科学成就，其中“发现新的四夸克态”被美国物理学会《物理》杂志评为2013年全球物理学重要成果之首。
3、大亚湾反应堆中微子实验
大亚湾反应堆中微子实验于2003年提出。在2005年第26次中美合作会议上，美方宣布参与合作，并负责了一半探测器设备的建设。2011年底实验设施建设完成，投入使用。2012年3月，大亚湾实验国际合作组宣布发现了新的中微子振荡模式，精确测量了振荡参数θ13。该成果被美国《科学》杂志评为2012年全球十大科学突破之一，对中微子研究的未来具有决定性的作用。
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