“十二五”期间粒子物理研究重大科技成果

来源: 中科院之声

发布日期: 2016-01-25 08:55:43

在“十二五”期间,中科院高能物理研究所在粒子物理领域取得了显著成就,特别是通过北京正负电子对撞机(BEPC)和其改造工程(BEPCII)的研究,以及北京谱仪III(BESIII)的实验,发现了新的粒子Zc(3900)和Zc(4020),推进了我国在强子物理实验研究领域的国际地位。

北京正负电子对撞机(BEPC)是在邓小平同志亲切关怀下建设的重大科技基础设施,1984年10月动工,1988年10月完成建设,成功实现正负电子对撞。2004年至2009年,采用最先进的双环交叉对撞技术改造对撞机,称为北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII),顺利通过国家验收。改造后的BEPC亮度已达到改造前的80倍以上,在世界同类型装置中继续保持领先地位。

北京谱仪III(BESIII)是我国自行设计和研制的大型粒子物理实验装置,由多种子探测器组成,其性能达到国际先进水平,是北京正负电子对撞机的“眼睛”。

在BEPC和BEPCII上主要进行2-5GeV能区的正负电子对撞物理研究,重点是τ-粲能区的物理,自从上世纪90年代以来,已经取得了一批在国际高能物理界有重大影响的研究成果。

BESIII实验是以我国为主的大型国际合作项目,BESIII合作组成员包括13个国家和地区的55个成员单位、共400多位科研人员。2013年3月,BESIII实验观测到带电Zc(3900)信号。Zc(3900)含有粲偶素中的粲夸克和反粲夸克成分,同时带有跟电子相同或相反的电荷,提示其中至少含有四个夸克,可能是科学家们长期寻找的一种奇特粒子。

随后,BESIII实验D*Dbar中也发现了Zc(3900)。Zc(3900)的发现位列2013年国际重大物理成果榜首。2014年,利用北京谱仪III探测器2013年采集的数据,BESIII国际合作组发现了另一个带电的新共振结构,命名为Zc(4020)。Zc(4020)的发现可能揭示了四夸克物质谱系的存在,对于理解强相互作用机制有重要意义。

Zc(3900)和Zc(4020)等奇特强子态的发现,将我国的强子物理实验研究推进了一大步,BESIII实验已步入奇特态强子研究领域的国际最前列。

BEPC和BEPCII是大量高技术的集成,成为众多高新技术的源泉和高新技术产业的摇篮。

BEPC和BEPCII的许多关键部件的研制采取了世界上独一无二的方法,大量采用国际先进技术,填补了我国加速器领域的多项空白,使国内企业在相关技术领域有了大幅度提高和突破,带动了我国机械、电子工业技术的高科技发展,大大提升了我国加速器设备制造及相关高技术产业能力,推进了我国医用加速器、辐照加速器和工业CT等产业的发展。国内很多企业在参与BEPC和BEPCII的建造过程中实现了跨越式发展。

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