当时 , 美国康奈尔大学的正负电子对撞机(CESR)的工作能区在10GeV左右 , 在看到我们的BEPC取得了如此丰硕的成果之后 , 康奈尔的科学家于2001年初决定对他们的CESR进行改造 , 将其能区下调到与BEPC一样的t-粲能区(3-5GeV) 。 等到他们改造完成 , 将直接和BEPC产生竞争 。 而高能物理研究领域的竞争是残酷的 , 因为对基本粒子等的研究 , 比的就是谁能先人一步发现新粒子 , 或者谁能更精确的测量粒子的性质、结构 。 在同一个能区 , 如果有多个对撞机 , 就意味着它们必然有优劣之分 , 而只有最优秀的那个才能胜出 , 其余都会被淘汰 。
对撞区 , 探测器部分(实拍)
探测器部分(图片来源:BEPC官网)
中国高能物理研究所的科学家们在得知康奈尔大学的计划后 , 虽然担心焦虑 , 但并没有灰心 。 他们迎难而上 , 对之前已有的BEPC改造方案进行了重大调整 。 原本的BEPC是单环对撞机 , 只有一个储存环 , 正电子束和负电子束都在这个储存环里进行加速 。 新的改造方案则采用了双环方案 , 正、负电子束在彼此独立的储存环中加速、储存 , 这样能大幅提高对撞亮度(即单位时间内、单位反应截面上对撞产生的粒子数目) , 简单来说 , 就是大幅提高了我们所要研究的粒子的生产效率 , 有利于在与康奈尔大学的竞争中取得领先 。
从单环到双环的改造工程任务非常艰巨 , 需要克服许多仪器制造技术和工程技术上的难题 , 如低温超导设备、接近外太空的真空度的真空设备、超导腔系统制造等等 , 很多都是当时中国未掌握的高精尖技术 。 可以说 , BEPC改造工程是我国重大科学工程中最具挑战性和创新性的项目之一 。
同步辐射装置(图片来源:BEPC官网)
但是不论什么难题 , 都没有难倒我们的科学家和工程师们 。 从2004年改造工程开始后到2009年7月通过国家验收 , 他们通力合作 , 攻克了一个又一个技术关卡 , 既圆满完成了BEPC升级改造工程 , 又附带掌握了许多高精尖技术 , 为之后的工业应用奠定了基础 。 这次栗子学姐参观、拍摄的就是升级改造后的第二代北京正负电子对撞机(BEPCII) , 它的对撞亮度约是改造后的康奈尔大学对撞机的10倍 。 正因为BEPCII的性能如此优异 , 在它建成运行后不久 , 康奈尔大学的正负电子对撞机就终止了运行 , 在这场竞争中认输、退出了 。
BEPCII投入运行后 , 在高能物理领域和多学科的同步辐射研究领域都取得了许多重大成果 。 鉴于高能物理领域的研究太抽象 , 栗子学姐在这里就不举例了 , 只讲一个利用BEPCII的同步辐射装置完成的有趣的科学发现 。
2016年12月8日 , 著名生物学期刊《当代生物学》上刊登的一篇论文引发了国际古生物学术界的震动 。 这篇论文介绍了由中国地质大学(北京)的邢立达教授和加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆的麦凯勒教授领衔的考古项目的研究成果 , 他们在一块琥珀中发现了恐龙化石 。 这是人类有史以来第一次在琥珀中发现恐龙化石 。
邢立达教授他们发现的琥珀化石(图片来源:科学网)
尾部羽毛特写(图片来源:科学网)
这块琥珀中的恐龙化石是恐龙的尾部 , 尾部的羽毛清晰可见、细节丰富 。 当时 , 获得这块琥珀的邢立达教授虽然辨识出这是动物化石 , 但并不能确定它究竟是来自什么动物 , 是古鸟类还是非鸟恐龙?由于化石包裹在琥珀内部 , 包裹在9900万年白垩纪中期的热带丛林分泌的树脂形成的化石中 , 无法完整地剥离开来 , 科学家们必须采取无损的方法去进行分析研究 。 如何进行无损分析呢?BEPCII的北京同步辐射装置(BSRF)就派上了大用场 。
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