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BEPCII对撞亮度达到验收指标(科技创新与品牌)
2009-09-25|文章来源:科技创新与品牌:刘亮 |【
 

 

  5月13日凌晨,中国科学院高能物理研究所内,北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)的对撞亮度在1.89 GeV能量下达到3.01×1032cm-2s-1,达到亮度的验收指标。此前,BEPCII工程的直线加速器、探测器和同步辐射专用光运行均已达到设计指标。至此,历时五年、耗资6.4亿元,采用国际最先进的双环交叉对撞技术进行改造的北京正负电子对撞机重大改造工程圆满完成。 

  5月19日,中科院组织有关专家对BEPCII的储存环性能进行了工艺测试,中国科学技术大学何多慧院士担任专家组组长。现场测试结果表明BEPCII主要性能“亮度”达到了3.2×1032cm-2s-1,超过了验收指标。BEPCII的性能已比改造前提高了30多倍,是这个能量区域里美国康奈尔大学的加速器CESR曾创下的世界纪录的5倍。 

  BEPCII挑战加速器建设和调试突破了难度极限: 

  ——隧道周长短、空间小、对撞区短,建设难度极大。国际上成功的双环电子对撞机的周长一般在2公里以上,而北京正负电子对撞机(BEPC)储存环的周长短,只有240米。隧道原来是给单环设计,空间狭小,现在要在隧道内给正负电子束流各做一个储存环,设备拥挤到了极点。国外成功的双环对撞机是在80米距离内实现正负电子对撞再分开,北京正负电子对撞机的对撞区非常短,必须在28米内实现。 

  ——多项先进技术为首次应用。为了继续保持在τ-粲物理能区的先进性,工程采用大量国际上的顶尖技术,许多技术、设备是国内从未有过的,而高能物理对撞机的加工精度往往比航天、航空领域的要求还要高。比如,对撞机必须使用多种先进的超导设备,大多为国内从未有过的,并为此建立大型氦低温系统。首次应用的技术有:加速器建造中的横向反馈系统、超导高频系统、超导磁铁、全环轨道慢反馈、束团流强检测控制;探测器建造中的高分辨率晶体量能器、小单元氦基气体漂移室、大型螺线管超导磁体、阻性板室(RPC)等等。 

  ——精心设计、精心施工。要达到要求的高性能,必须精确控制束流。每个储存环内有70-100 个束团以十分接近光速的速度运动,每秒钟大约碰撞1亿多次,轨道的控制精度要精确到一根头发丝的几十分之一。这就对加速器的设计和设备的制造提出非常严格的要求,并要求在运行过程中保持长期的稳定性。建设过程中,高能物理研究所始终坚持质量第一的原则,发现质量问题,坚决推倒重来。&nb——对撞机坚持“一机两用”。改造的同时,要保持和增加同步辐射插入件和引出口,提高同步辐射装置性能,改造的难度和压力非常大。专家组成员在测试现场 

  ——边建设边提供同步辐射光创国际先例。尽管工程建设和调束的时间十分紧张,高能所仍坚持以国家需求为己任,考虑到上海同步辐射光源尚未建成,为了保证国内广大同步辐射用户研究工作的需要,主动将工程建设分为三个阶段:直线加速器改造、储存环改造和探测器改造,并克服重重困难,在每个阶段都插入同步辐射运行,最大限度地减少工程对全国同步辐射用户造成的影响,创造了在大型加速器的建设过程中提供同步辐射专用光服务的国际先例。 

  BEPC重大改造工程(BEPCII)的性能达标为进行τ-粲物理能区的精确测量,探索新的物理现象奠定了基础。预计在寻找胶子球、夸克—胶子混杂态和奇异粒子等粲物理前沿课题中,能够取得多项具有世界领先水平的重大物理成果,其中若干原始创新性成果将对国际高能物理研究产生重大的影响,使我国在今后一个时期内继续保持τ-粲物理研究的国际领先地位。

 

(科技创新与品牌,2009年第6期)


 
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