题目

世界各国的正负电子对撞机以及它们的应用?

提问时间：2022-01-07

答案

正负电子在对撞机里相向高速回旋、对撞,探测对撞产生的“碎片”——次级粒子并加以研究,就能了解物质微观结构的许多奥秘.虽然我们还不能预言这些研究结果将会有什么样的实际应用,但可以相信,微观奥秘的揭示一定会对人类的生活产生深远的影响,就象电磁波的发现已成为信息时代的先导、对原子核的研究导致了核能的广泛应用那样.而利用电子在对撞机里偏转时发生的一种光辐射——同步辐射,又可以把对分子和原子的研究,由静态的和结构性的开拓到动态的和功能性的.
北京正负电子对撞机的外型,象一只硕大的羽毛球拍.圆形的球拍是周长240米的储存环,球拍的把柄就是全长202米的行波直线加速器.
由电子枪产生的电子,和电子打靶产生的正电子,在加速器里加速到15亿电子伏特,输入到储存环.正负电子在储存环里,可以22亿电子伏即接近光的速度相向运动、回旋、加速,并以每秒125万次不间断地进行对撞.而每秒有价值的对撞只有几次.有着数万个数据通道的北京谱仪,犹如几万只眼睛,实时观测对撞产生的次级粒子,所有数据自行传输到计算机中.科学家通过这些数据的处理和分析,进一步认识粒子的性质,从而揭示微观世界的奥秘.
1988年10月竣工的北京正负电子对撞机,是国际科技合作的结晶.我国科学家以务实、创新的精神,积极与世界各大高能物理实验室合作,并引进了大功率速调管、快电子学等国际先进技术,使其成为该工作能区国际领先的对撞机.
1989年对撞机投入高能物理实验,建立了以中国科学家为主导的北京谱仪合作组,美国十多所大学和研究所的科学家参加合作研究,在τ-粲物理领域做出了国际一流的成果,例如中美科学家1991年在北京谱仪上合作完成的τ轻子质量的精确测定,被李政道教授誉为当年“高能物理界最重要的发现”.
对撞机又作为同步辐射装置,在凝聚态物理、材料科学、地球科学、化学化工、环境科学、生物医学、微电子技术、微机械技术和考古等应用研究领域取得了一大批骄人的成果.利用同步辐射光对高温超导材料进行的深入研究；对世界上最大尺寸的碳60晶体以及在0.1-0.3微米X射线光刻技术的研究均取得重要突破；在微机械技术方面,制成了直径仅4毫米超微电机,这种电机将能在医疗、生物和科研等方面有独特的用途.
研究未有穷期.为探索物质奥秘并造福人类,我国科学家将在不断认识微观世界的跋涉中继续奋进.