项目名称：确定暗能量状态方程和精灵（Quintom）模型
研究工作时间：2000.01-2006.12
完成人：张新民
成果登记编号：9112008J0044
成果摘要：自1998年，天文观测进一步证实了大爆炸宇宙学模型，同时对物理学提出了一些重大的挑战。这些观测数据的分析表明，粒子物理标准模型中的物质只占宇宙的4%，而73%是暗能量，另外23%是暗物质。暗能量是当今物理学和天文学的一个研究热点。本项目研究暗能量及相关的宇宙学CPT破坏问题。
表征暗能量性质的重要量是状态方程参数w=P/ρ。例如，对于宇宙学常数w=-1；对于动力学模型Quintessence（精质），w随时间而变，但是永远大于-1；对于Phantom（幽灵），永远小于-1。2004年，我们在国际上首次提出了一类新的模型，命名为Quintom（精灵）。此论文获得首届中国卓越研究奖（Thomson Scientific Research Fronts Award 2008）。Quintom模型的特征是w可以穿越-1，为现有的观测数据所支持并预言了一种全新的宇宙演化图景。我们的论文2005年初发表之后在国内外掀起了研究w越过-1的暗能量模型的热潮。根据Slac-Qspires的检索统计，此文至今引用282次，另外四篇有关Quintom的论文分别引用了139次、187次、114次和96次。
基于天文观测数据（CMB+LSS+SN）开展数值计算、整体拟合分析来确定w是解开暗能量之谜的首要方法。CosmoMC是通用的一个软件包，但由于当w越过-1时，暗能量扰动方程存在奇异性，CosmoMC不能用来确定随时间变化的w。我们基于Quintom理论首次提出了一个处理动力学暗能量扰动的自洽方法，此论文入选《第一届中国百篇最具影响优秀国际学术论文》。然后我们修改了CosmoMC，并用这一新的程序对w做了整体拟合和分析。我们的结果对认识暗能量的物理本质有重要的指导意义。
2002年，我们在国际上首次提出了一个统一暗能量及Baryo-/Leptogenesis的模型。此模型预言了CPT对称性的破坏。2006年我们在国际上首次用美国WMAP卫星和BOOMERanG南极气球实验发表的最新数据分析，发现CPT对称性破坏的迹象。美国物理协会周刊《Physical Review Focus》为此作了专题报道。在以"Testing a Universal Symmetry"为标题的报道中，充分肯定了我们的工作："the Chinese team has performed "a nice measurement""。
项目名称：Psi(3770)和D介子物理研究
研究工作时间：2003.01-2007.12
完成人：荣刚、张达华、陈江川、麦迪娜、马海龙、赵明刚、刘健、
成果登记编号：9112008J0045
成果摘要：利用改进的北京谱仪(BES-II)在北京正负电子对撞机质心系能量Ecm=3.773 GeV附近采集的数据，BES-II实验组发现了第一个psi(3770)衰变到非-DD-bar末态的衰变模式：psi(3770)--> J/psi pi+pi-。利用这些数据样本，BES-II实验组还首次测量了psi(3770)-->DD-bar衰变的总分支比约为85％，确定约15％的psi(3770)衰变到了非DD-bar末态。BES-II还精密测量了psi(3770)共振参数(质量，总宽度和轻子宽度)，在DD-bar对产生阈能附近，精密测定了反映总强子产生的R值，反映连续轻强子产生的Ruds，在实验中首次正确地测定Ruds，从而首次明确肯定了在这一能区微扰QCD理论计算的正确性。
BES-II实验组还精密地测定了D0-->K- e+ v和D+-->K^0-bar e+ v的分宽度，其结果判定：在D介子的遍举半轻子衰变中同位旋守恒仍然成立。从而解决了存在了30年的“在D介子的遍举半轻子衰变中同位旋不守恒之疑难”。BES-II实验组利用D0-bar-->K- e+ v，pi- e+ v衰变过程测定了弱作用衰变过程的CKM矩阵元和强子流的形状因子，其结果为发展格点QCD理论计算作出了贡献。
项目名称：纳米材料的健康效应与安全性
完成工作时间：2001.07-2008.06
完成人：赵宇亮、陈春英、邢更妹、王海芳、孙红芳、丰伟悦、柴之芳、刘元方、
成果登记编号：9112008J0043
成果摘要：纳米技术的一个基本特征，是研究和发展小尺寸（1-100纳米，也包括数百纳米）的新材料、新性能、新原理、新的加工技术和由此制造的具有复杂功能的器件和产品。由于小尺寸效应、量子效应和巨大比表面积等，纳米材料具有特殊的物理化学性质。在进入生命体后，它们与生命体相互作用所产生的生物活性与化学成分相同的常规物质有很大不同：比如一些人造纳米颗粒容易进入细胞内，容易把其他物质带入细胞内，纳米颗粒表面吸附力很强，即使很小剂量也容易引起靶器官炎症，产生氧化应激，纳米表面的轻微改变会导致生物效应发生巨变等。容易进入细胞的纳米颗粒，它们对细胞的结构和功能产生什么影响？一些人工纳米颗粒具有自组装能力，它们在生物体内是否也会自组装生长成不同的特殊结构，对生物大分子的结构和功能产生影响？是否具有调节或干扰生命过程的能力？小于100 nm的颗粒物的特殊毒理学行为和机制是由于纳米特性导致的，不能简单套用传统毒理学方法来研究纳米物质生物安全性问题。因此研究工作难度很大。必须在现有的方法上考虑纳米特性，发挥多学科交叉的优势，才能在这一前沿科学问题上取得突破，获得在科学上产生长远而重大影响的原创新性成果。
纳米安全性问题既是科学前沿，也直接事关国家利益。美国总统科学顾问在美国政府召开的纳米安全性会议上说："纳米产品的安全性，将成为影响我国纳米技术的国际竞争力的关键因素。保障纳米科技的健康可持续发展，是保持我们科技领先地位的国家战略"。中国是纳米材料的生产大国。因此，除了在基础科学上取得突破以外，我们也必须抢先建立纳米毒理学的分析方法，率先提出各种纳米材料的安全指标，为我国培养和建立一支在国际上有重大影响的纳米安全领域的高水平专业队伍。
项目名称：BEPCII正电子源研制
研究工作时间：2002.12-2007.12
完成人：裴国玺、孙耀霖、刘晋通、刘玉成、池云龙、刘念宗、杨兴旺、
成果登记编号：9112008Y0544
成果摘要：北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCII）是一台高性能、高亮度、粒子工厂类型的加速器，由200米长电子直线注入器和240米双储存环组成，其对直线注入器的基本要求就是正电子束流1.9GeV、37mA以满足每分钟大于50mA的注入速率。因此，正电子源是直线加速器一个很关键的系统或设备。经过广泛的国际交流和调研，最终采用SLAC（美国斯坦福直线加速器中心）型的正电子源，其核心部件是正电子转换靶室，由靶体、匹配磁号和真空室组成。可摆动水冷钨靶体的驱动装置采用偏心圆涡轮结构，操作简单、可靠，是我们新创。匹配磁号是10厘米无氧铜棒用线切割加工成带锥度的螺线管，12匝，匝间距0.2毫米，上绕12匝带水冷的导线，以15kV、12kA、10微秒的半正旋脉冲电流激励产生4.5T到0.5T的渐变轴向磁场，加工难度很大，由我们和北京数控加工中心联合攻关完成。真空室的设计要考虑到高真空、高压绝缘、抗辐射、便于安装等。另外，高性能加速管和7米、0.5T的聚焦结构也很关键。该装置于2004年加工完成，同年10月安装到加速器上，所有性能均到达或超过设计指标。经过近3年的运行，证明BEPCII正电子源研制是成功的。该装置造价约800万，进口需1千万美元（意大利从美国的购买价），为国家节省了大量经费。国外实验室已有意向向我们订购。
项目名称：BEPCII对撞区双孔径四极磁铁Q1a和Q1b的研制
研究工作时间：2002.01-2007.12
完成人：尹兆升、吴英志、张嘉菲、陈楚、于程辉、陈宛、李英杰、李藜、尹宝贵、任芳林、孙献静、陈福三、王放安、侯锐、
成果登记编号：9112008Y0545
成果摘要：BEPCII是北京正负电子对撞机（BEPC）的重大改造工程，是国家基础型大科学工程之一。双孔径四极磁铁Q1a和Q1b是BEPCII对撞区主要设备之一。
（1）双孔径常规四极磁铁在技术上是一种创新。世界第一台常规双孔径四极磁铁Q1a经过精心设计、精心制造和精心实验研究，攻克了一系列的技术难点，取得了成功。
（2）Q1a设计是在空间窄小的限制下进行的，它很好地解决了好场区范围大两个孔径间距小而磁场质量要求高的难题。面对不得不使用极高电流密度、磁铁结构复杂、线圈导体位置精度严格、"短"磁铁和不对称铁心结构等技术难点，分别采用有效、合理的技术措施。
（3）在使用极高电流密度情况下，解决了线圈水冷和快速过热保护问题。
（4）采用自主研究的谐波垫补技术，有效地减小了高阶磁场含量，Q1a的磁场性能很好地满足了使用要求。
采用这种双孔径四极磁铁解决了BEPCII对撞区设备繁杂和空间紧张的关键难题。
项目名称：高精度小型正电子发射断层扫描仪
研究工作时间：2004.01-2005.12
完成人：魏龙、单保慈、张天保、章志明、李道武、孔伟、李可、李琳、陈亚微、王艳萍
成果登记编号：9112008Y0546
成果摘要：Eplus-166小动物正电子发射断层扫描仪是我国自主研制的第一台小型动物正电子发射断层成像扫描仪。其探测器直径达166mm，动物入口直径达160mm，最大径向FOV为120mm，轴向FOV为66mm，径向位置分辨率和轴向位置分辨率均优于2mm，可用于啮齿类及小型灵长类动物的研究。
Eplus-166小型动物正电子断层成像扫描的探测器探测器系统由32个探测器模块组成，探测器采用闪烁晶体阵列耦合位置灵敏型光电倍增管的方案，每个晶体阵列由16×16的1.9mm×1.9mm×10mm的LYSO晶体组成。
电子学系统由32个4通道模拟电路单元、16个8通道数据采集电路单元、1个数据符合电路、1个时钟电路以及数据传输等部分组成。前置放大器采用了低噪声技术，提高了系统的成像质量；数据采集电路由采用流水线工作方式；数据符合采用FPGA技术；数据传输采用TCP/IP网络协议，实现数据的远程数据传输与控制
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