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你知道北京正负电子对撞机吗?中国粲物理领域因它“撞”出30年领先

发布时间:2020-11-24 17:41:06 来源:东方网 作者:傅文婧
今天是诺贝尔物理学奖得主、北京正负电子对撞机创建者之一—李政道先生的94岁生日。主讲人是著名作家叶梅女士,

东方网记者傅文婧11月24日报道:今天是诺贝尔物理学奖得主、北京正负电子对撞机创建者之一—李政道先生的94岁生日。作为中国最为著名的对撞实验装置,北京正负电子对撞机曾被国际科学界称为“中国继原子弹、氢弹、导弹、人造卫星之后,所取得的又一伟大成果”。它撞出了粒子的奇妙世界,撞出了粲物理领域三十年领先,撞出了中国高能物理走上世界舞台。

你知道北京正负电子对撞机吗?中国粲物理领域因它“撞”出30年领先

北京正负电子对撞机工程资料图(李政道图书馆馆藏)

11月24日下午,在上海交通大学李政道图书馆举行了一堂特殊的讲座。主讲人是著名作家叶梅女士,她于2020年6月发表了全景式展示北京正负电子对撞机建造始末的长篇报告文学作品《粲然》。活动中,叶梅带领交大师生透过文字感受祖国大型科技装置建造背后的历史故事,领悟一代代科学家们热血奉献的情怀和追寻真理的精神。

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叶梅女士发言

《诗经》美文暗合科研成果

作为反映北京正负电子对撞机诞生历史的纪实性文学作品,书名中的“粲”与大科技装置正负电子对撞机之间存在何种隐性的关联呢?早在20世纪60年代,世界上第一台正负电子对撞机在罗马小镇FRASCATI建成并投入运行,随即美国斯坦福大学建成质心系能量为3.1GeV的正负电子对撞机(Stanford Positron Electron Accelerating Ring,简称“SPEAR”),该设备促成高能物理领域研究的丰硕成果,如发现了ψ粒子,与后来丁肇中先生发现的J粒子并称为J/ψ粒子,由此人们认识到世界上除了已知的三种夸克外还存在第四种夸克—粲夸克(charm quark,有时用c表示),该粒子的发现对建立粒子物理标准模型起到重要作用,以其为代表的研究工作奠定了高能物理新的研究方向:粲物理。我国在北京正负电子对撞机及其二期改造项目上主要进行了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。

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对撞机正负电子输运线分叉处(图源中科院官网)

“今夕何夕?见此粲者”,《诗经》中描绘的是何等美妙的意境。“粲然”的名称既暗合了中华民族伟大先辈在《诗经》中描绘的美好景象,也一语见地地指明北京正负电子对撞机的科学成果。更重要的是,在北京正负电子对撞机的建造过程中,一代代科学家携手共进、前赴后继、勇于奉献,他们的精神汇就了历史长河的璀璨星空。

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李政道先生(李政道图书馆馆藏)

“物之道:道生物,物生道,道为物之行,物为道之成,天地之艺物之道。”这是李政道先生在2001年阐释正负电子对撞过程的艺术性语言。叶梅女士表示,北京正负电子对撞机的成功建造是世界加速器建造史上的奇迹,为人类奉上了揭开物质微观世界之谜的钥匙,令中国人自豪,让世界对中国瞩目。那些为之奋斗的科学家更如明亮闪烁的群星,他们照亮了科技的前进之路,照亮了中国和世界。

李政道图书馆副馆长郭晶表示,《粲然》一书的魅力不仅在于文字的清丽可读、人物的可亲可敬,更在于所传递的精神力量。一代代科学家用实际行动证明了科技必须自强,我们不仅可以建立正负电子对撞机这样的大科学装置,还可以从无到有创造更多奇迹。对历史的最好纪念是创造新的历史,这是青年学子与科技工作者的使命,也应是每位交大人的追求。

大国利剑背后的追梦人

早在1956年代,中国科学家们开始建议建造一台高能加速器,但几经周折,经历了“七下八上”的长期准备,北京正负电子对撞机(BEPC)才得到正式批准。1972年8月18日,中国科学院原子能研究所原副所长张文裕等18位同志(后人称为“高能十八棵青松”)致信周恩来总理,提出发展高能物理必须建造高能加速器,建议建立我国自己的粒子物理实验基地。1972年9月11日,周恩来总理复信张文裕、朱光亚,对高能物理研究和高能加速器的预制研究作出指示:“这件事不能再延迟了。科学院必须把基础科学和理论研究抓起来,同时又要把理论研究与科学实验结合起来。高能物理研究和高能加速器的预制研究,应该成为科学院要抓的主要项目之一。”这封信对于建成正负电子对撞机来说起到历史性的决定作用。

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北京正负电子对撞机国家实验室奠基仪式(李政道图书馆馆藏)

当年参与电子对撞机建设以及二期改造的亲历者和热忱参与的中外科学家们,怀抱一腔热血,以无畏的奉献精神,铺就了我国独立研发大科技装置的强国道路,对撞机的成功应用极大振奋了民族精神,使“爱国、创新、求实、奉献、协同、育人”的科学家精神熠熠生辉。

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2004年,方守贤院士在对撞机前

上海交通大学物理系著名校友、中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所原所长方守贤曾说:“BEPC正式建成,从此,我国有了第一台大科学装置”。时至今日,中国已在世界高能物理领域占有一席之地,不仅在对撞机上取得世界一流成果,还在中微子、天体物理等方面取得重大突破,这都是几代物理学家薪火相传的结果。 

心系祖国的海外华人科学家们突破重围,积极参与正负电子对撞机的建造,他们通过反复调研论证适合中国高能物理研究起步的加速器类型,并想方设法搜集关于正负电子对撞机和同步辐射的资料。张文裕、方守贤等国内科学家密切关注加速器的研究前沿,积极讨论建造加速器的方法、前往美国实验室学习经验;在“八七工程”出台时,众多科学家认为方案中的质子加速器不符合中国物理研究与经济能力的现状,遂不遗余力地向领导人解释正负电子对撞机的优点、可开展研究的领域以及同步辐射等应用研究。

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