粒子探针——北京正负电子对撞机与全球高能物理合作|中国科学奇点
  • 来源:中国科协
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  • 2025-11-19 17:07

回望中国近现代科学发展之路,自主创新始终是突破技术壁垒的核心力量,凭借这份力量,中国在诸多领域不断突破,铸就了一个个影响深远的“科学奇点”,值此中国科协2025年“开放合作月”全面启动之际,为呈现中国科学家在全球科技合作中的行动与担当,特推出《科学无界,命运与共——中国科学家的全球担当》系列专题,回顾中国科学家秉持“科技为舟载天下,人文作楫济未来”理念,推动人类社会发展进步的生动实践。

本期「中国科学奇点」系列视频,我们将循着粒子碰撞的轨迹,点亮中国科学奇点版图中那束“粒子之光”,见证北京正负电子对撞机引领的科技跨越。

开启中国高能物理新纪元

20世纪70年代,当全球高能物理研究如火如荼,而中国在这一领域却几乎是一片空白。中国著名加速器物理学家张闯曾满怀憧憬地慨叹:“我有个梦想,做中国自己的加速器。”

这份期盼,在1984年有了回响,随着北京正负电子对撞机(BEPC)正式动工,那个藏在无数科研人心中的梦想,终于照进了现实。数百名科研工作者怀揣“填补国内空白、追赶世界前沿”的信念,踏上了从零起步的攻坚之路。

1988年,BEPC首次实现正负电子对撞,标志着我国首个大科学装置建设成功。这座由直线加速器、储存环、北京谱仪和同步辐射实验装置等组成的宏大装置,整体外形像一个硕大的羽毛球拍,静静矗立于北京西郊。

BEPC建成后,迅速在τ-粲物理能区展现出卓越的性能。它以前所未有的精度测量了τ 轻子等关键参数,多项核心成果被国际粒子数据手册收录,扭转了中国在高能物理研究领域的长期滞后局面,为我国粒子物理学科的发展奠定了坚实基础。

值得一提的是,BEPC创新性地采用“三环方案”,通过“内外桥”结构巧妙地将正负电子束流分离,实现了高能物理实验与同步辐射应用“一机两用”的高效运行模式,极大提升了装置的科学价值与应用广度。正如项目负责人陈和生院士所言:“建设国际开放性平台,要求我们必须达到甚至超越国际水平。”这一理念,自BEPC诞生之初便深植于其科学基因之中。

赋能全球科研协作网

自20世纪90年代起,BEPC便以开放的姿态面向全球,吸引了来自美国、德国等十多个国家与地区的科研团队加入合作,共同探索微观世界的深层奥秘。

进入21世纪,BEPC完成升级为BEPCⅡ,性能实现跨越式提升,亮度达到原来的100倍以上,持续领跑全球τ-粲物理研究前沿。2013年,BESIII合作组宣布发现新共振结构Zc(3900),这一突破性成果被普遍认为是科学家长期追寻的“四夸克物质”。该发现迅速引发全球物理学界的热烈反响,入选美国《物理》杂志2013年度物理学重要成果并位列榜首。

截至2025年7月,北京谱仪III作为BEPC的大型通用磁谱仪,已汇聚来自16个国家、93家科研机构的约700名科研人员,组成国内规模最大的国际合作组,持续推动高能物理研究的边界。站在BEPC奠定的基础上,中国高能物理研究正瞄准希格斯粒子等世界前沿课题,积极规划建设新一代环形正负电子对撞机(CEPC),致力于为人类探索物质本源贡献更多中国智慧。

如今,BEPC依旧日夜运转,其正负电子碰撞产生的轨迹如同跨越国界的纽带,将全球科学家紧密相连。它见证了中国从跟跑到并跑的跨越,以开放共享的姿态,为人类探索未知持续贡献中国力量。

编辑:毛梦囡
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