北京正负电子对撞机（以下简称BEPC）是我国第一个大科学装置 ， 坐落在北京市石景山区玉泉路上的中国高能物理研究所园区内 ， 大部分结构位于地下 。 正所谓大隐隐于市 ， 这个国之重器的所在地在北京这座繁华的城市内一点都不起眼 ， 看起来朴实无华 ， 但却散发着宁静而庄重的气息 。
【学姐带你看大科学装置——北京正负电子对撞机】外景（实拍）
在正式介绍BEPC之前 ， 先来简单说说正负电子对撞机是干嘛用的吧 。 我们知道 ， 无尽的求知欲是人类区别于其他动物的重要特征 。 从古至今 ， 人类一直在思考和探索：世界万物是由什么构成的？组成物质的基本单位、基本结构是什么？或者说 ， 物质世界的终极本原是什么？
从公元前400多年古希腊人提出原子论开始 ， 到如今 ， 二十多个世纪过去了 ， 我们对物质基本结构的认识 ， 已经从原子、分子深入到了电子、质子、中子、夸克、轻子等 。 夸克、轻子是比质子还小的粒子 ， 但是它们是不是就是最基本的粒子了呢？它们的质量、结构、性质是怎样的？这些都需要进一步的研究 。
而这类研究 ， 就要用到对撞机这种科学装置 。 对撞机把电子等已知的粒子加速到接近光速 ， 然后使之发生碰撞 ， 然后利用探测仪探测碰撞后产生的粒子并记录相关数据 ， 再由科学家对数据进行分析、研究 ， 探索这些粒子的性质和相互作用规律 ， 进而有可能发现未知的新粒子 。
北京正负电子对撞机控制中心所在大楼（实拍）
BEPC主要通过正负电子对撞来研究t轻子（轻子的一种 ， 电子也是一种轻子）和J/ψ粒子（1974年科学家发现的一种能量约为31亿电子伏特的新粒子 ， 是由夸克组成的一种粲粒子） 。 栗子学姐知道这两个名字肯定令大多数读者头疼 ， 没关系 ， 不用深究这两种粒子到底是什么 ， 咱们普通人只需要知道这是轻子、夸克家族中的两个成员就好了 。
BEPC占地50000平方米 ， 由注入器、储存环、北京谱仪和同步辐射装置等几部分组成 ， 整体外观像一个乒乓球拍 。 球拍的直柄部分是注入器 ， 一台200米长的直线加速器 ， 用于为储存环提供能量为1.1-1.89GeV（1GeV=10亿电子伏特）的正负电子束 。 球拍的圆形部分是储存环 ， 是一台周长为240米的环形加速器 ， 它将电子束加速到需要的能量 ， 并加以储存 。 正负电子束的对撞点在储存环的南侧 ， 那里有由一台大型粒子探测器——北京谱仪 。 同步辐射装置则是BEPC的另一个重要应用平台 ， 为各个学科的科学家利用电子束产生的同步辐射光进行相关实验研究提供服务 。
栗子学姐跟随研究员从这里进入BEPC的地下区域（实拍）
储存环局部（实拍）
储存环局部（实拍）
上文说了 ， BEPC可以提供一定能量范围内的正负电子束 。 电子束的能量不同时 ， 对撞产生的粒子也不同 。 1.55GeV的正负电子束对撞时 ， 会产生J/ψ粒子；1.89GeV的正负电子束对撞时 ， 产生t轻子 。 通过控制对撞的电子束流的能量 ， BEPC就可以研究这两种不同的粒子 。 这两种粒子就是BEPC主要研究的粒子 ， 所在的能量区域被称为t-粲能区 。
在BEPC运行、研究的t-粲能区 ， 曾经还有美国康奈尔大学这个竞争对手 。 但是 ， BEPC凭借优异的表现和升级改造打败了它 ， 成为该能区目前世界唯一、当然也是世界最先进的正负电子对撞机 。
直线加速器局部（实拍）
BEPC从1984年开始动工建设 ， 1988年10月建成 ， 建成运行后 ， 取得了许多世界级的研究成果 。 比如 ， 1992年 ， 我国高能物理学家利用BEPC精确测量了t轻子的质量 ， 把当时世界上t轻子的测量精度提高了7倍……我国科学家们取得的成就 ， 令大洋彼岸的美国人眼红 。
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