北京正负电子对撞机方案的初步提出与确立

从1957年到1977年,中国高能物理加速器的设计方案历经了“六上六下”的波折.1977年11月第7次上马的高能质子加速器工程——“八七工程”在1980年底遭遇下马.在以张文裕为首的高能物理学家们的努力争取之下,经邓小平批准,保留和利用“八七工程”预制研究的余款,经过一番分外曲折的探寻,借助中美高能物理合作的有利条件,正确采纳李政道、潘诺夫斯基等人关于建造正负电子对撞机的建议方案,几经论证最终选定了中国高能加速器的建设方案——正负电子对撞机,奠定了中国高能物理在世界高能物理研究领域占据一席之地的基础.     

北京正负电子对撞机及其重大改造工程

北京正负电子对撞机（BEPC）自1988年建成投入运行以来，在高能物理实验和同步辐射研究领域做出了许多重要成果，成为在其工作能区性能国际领先的高能加速器。为了在激烈的国际竞争中继续保持我国在一粲物理领域的领先地位，我国科学家提出了北京正负电子对撞机重大改造计划（BEPCII），于2003年底得到国家批冷谈淮。和BEPC一样，BEPCII“一机两用”用于高能物理和同步辐射研究，用为对撞机的主要指标的亮度将比BEPC高100倍，同步辐射的性能也将大幅度提高。简要报告了BEPC上的研究成果、BEPCII工程建设的进展及其发展前景。     

Top-pion介子在对撞机上产生过程研究

众所周知,标准模型中存在一个物理的中性Higgs玻色子,许多超出标准模型的新物理也都预言了中性或者带电的标量粒子.这些新的粒子能在现在和将来的高能对撞机上产生与标准模型中不同的信号.一般来说,因为标准模型中没有带电的Higgs玻色子,所以在未来的高能对撞机上发现了带电的Higgs玻色子或者带电的类Higgs玻色子,无疑就是发现新物理存在的信号.     

TC2模型中Top-pion介子在ILC上的产生

在顶色辅助的人工色(TC2)模型框架下,研究了中性top-pion介子∏0t和带电top-pion介子∏t-的联合产生过程e+e-→W+∏t0∏t-.研究结果表明在TC2模型合理的参数空间内,其产生截面可达到10 fb的量级,并且产生截面随质心能量的升高而增大,在未来的高能直线对撞机上可产生足够多的事例.另外,味改变耦合∏t0t-c的存在,使得实验能通过背景非常干净的衰变道∏t0→t-c来探测∏t0.因此通过此过程可在将来的高能直线对撞机实验中探测到top-pion介子的明显信号.     

高能对撞机实验之未来发展趋势

粒子物理是研究物质起源、探索自然界奥秘的最前沿学科,国际上发达、发展中国家都投入大量的人力、财力,研究、设计粒子物理的重要实验手段——高能对撞机.简要综述即将运行或正在设计的主要的高能对撞机,旨在使读者了解高能对撞机未来发展趋势,关注或积极参与粒子物理的理论、实验研究.     

高能物理“巨头”打造新的科学信息系统

欧洲核子研究中心（CERN）、德国电子加速器中心（DESY）、美国费米国家加速器实验室（FNAL）以及斯坦福直线加速器中心（SLAC）宣布，他们将联合打造下一代高能物理信息系统INSPIRE（目前高能物理学界使用最多的学术搜索平台是SPIRES）。这一系统将在大型强子对撞机（LHC）即将开启粒子物理学新纪元之前，为全世界的科学家提供强有力的创新性研究工具。     

高杰:高能环形正负电子对撞机(CEPC)项目取得标志性进展

 2018年11月14日，高能环形正负电子对撞机（CEPC）《概念设计报告》（Conceptual Design Report，CDR）正式发布。该报告分为《加速器卷》和《探测器与物理卷》，负责《加速器卷》的中国科学院高能物理研究所研究员高杰（图1）表示，这是CEPC项目重要的历史性和标志性进展。     

对撞机与高能物理

在高能实验中,高能对撞机采取逐级加速注入其中的两束粒子流,使被加速的粒子以接近光速的速度在特定的探测器内发生相撞.这种对撞爆发出巨大能量,能够产生新的重粒子以及反物质粒子.高能对撞机对检验粒子物理的标准模型和寻找新物理起着重要的作用.对世界上主要的对撞机进行了简单介绍.     

谢家麟：对人对事从无所求

谢家麟为中国加速器事业默默工作了60多年。＂这个奖是对他贡献的肯定。＂在得知谢家麟获得2011年度国家最高科学技术奖后,中国科学院高能物理研究所前任常务副所长、与谢家麟共同见证了北京正负电子对撞机落成的张厚英研究员非常高兴,欣然接受了本刊的采访并表示：＂我想借此机会向他表示祝贺!＂     

梦想与幻灭:超导超级对撞机的曲折命运

超导超级对撞机(SSC)是物理学家为了实现高能质子之间的碰撞从而“击碎”质子而计划建造的一台巨型加速器,其目的是验证粒子物理学的“标准模型”理论。SSC工程由美国能源部主持,但因其造价高昂而从一开始就受到多方质疑和批评,自20世纪80年代末正式启动之后不到5年,美国国会就终止了SSC计划,从而也埋葬了科学家的最高梦想。本文对超导超级对撞机产生的科技背景及其短暂而曲折的一生做了介绍,并对SSC计划夭折的经济、政治和社会背景进行了思考。     

中日两国对撞机建设与运行对比：基于历史和科学计量视角

 从历史发展和运行表现2个角度，对比了中日两国的对撞机工程建设与运行情况。分析表明，建设相对更早的中国对撞机的参数受限于资金、技术等条件，其研究方向为能区较低的粲物理领域；有工程技术基础的日本在确立对撞机建设方向时更具针对性，瞄准了物理前景更为丰富的B物理领域。中日两国对撞机皆取得了重要的科学成果，日本在科研成果产出方面更为突出，国际合作程度更高；中国近年来的成果产出量提升明显，且在粲物理领域的研究方面保持了领先水平。     

北京正负电子对撞机重大改造工程和BESⅢ物理成果

1988年建成的北京正负电子对撞机(BEPC)使我国在国际高能物理研究领域占据了一席之地,在τ-粲物理研究中居于领先地位.面对激烈的国际竞争,中国科学家提出了对BEPC进行重大改造的计划,即BEPCⅡ.工程从2004年初开始建设,经过5年的努力,按指标、按计划、按预算、高质量地完成了各项建设任务,于2009年7月通过了国家验收,随即投入实验运行,取得了若干重大成果,使我国继续保持在粲物理研究的国际领先地位.本文简要回顾BEPC的情况,着重叙述BEPCⅡ的科学目标、BEPCⅡ加速器、BESⅢ探测器和取得的主要物理成果,并展望了下一步的研究工作和目标.     

力、能量、熵及其相互关系

从统一的角度论述力、能量和熵三个物理量在物理学中的重要地位 ,分析它们之间的相互关系 ,最后指出物理概念的发展标志着物理学从“存在的物理学”发展到“演化的物理学”。     

高能粒子显微图象的计算机处理与分析

针对高能物理显微图象分析,提出了一种计算机辅助的专家处理系统。该系统由电机控制的平台显微镜、计算机、自制的高速图象输入卡和应用软件包等组成。使用该系统,高效率地实现了高能粒子径迹探测、粒子星定位、图象快速细化、Ｈｏｕｇｈ变换、径迹自动跟踪、检测分析与识别存档等系列功能。     

论力、能量和熵的概念在基础物理中的作用

从统一的角度,历史性地论述了力、能量和熵三个物理量的中心地位,探讨了它们在基础物理中的意义.修正了Prigogine总熵变公式,引入了k因子和g因子,调解热寂说和进化论的关系,并据此从熵的角度分析分子自组织进化熵减少的机理.最后分析了力、能量和熵之间的相互关系,指出从力、能量到熵概念标志着物理学从"存在的物理学"发展到"演化的物理学".     

探究物质最深层次的物理规律：中国粒子物理发展规划的思考

 粒子物理是物质结构探索和研究的前沿学科,研究意义重大,成果影响深远,技术溢出效益明显。分析了粒子物理的研究目标及方法、特点,概述了中国粒子物理的基础、成就以及与国际领先水平的差距,探讨了中国粒子物理的未来发展目标、规划以及应采取的相关措施和应该发展的核心技术,提出了中国粒子物理向世界领先水平发展的建议。     

中国高能物理学的发展历程与启示

 中华人民共和国成立70多年来,随着时代和国情的变化,党和国家的科技政策不断进步、完善。作为基础科学重要组成部分的高能物理也顺应时代大潮而获得不断发展。按照时间顺序,将中国高能物理的发展分为创业期、建设期、收获期和跨越期4个阶段,并结合时代背景讨论了科技政策在不同阶段对高能物理发展的作用和影响。     

高能物理计算网格应用系统

针对在高能物理计算中存在的海量数据存储和计算问题,讨论了高能物理计算网格应用系统的体系结构,并重点讨论了运用元数据模型,通过元数据方式对数据的集成和整合,为用户提供了高能物理异构数据资源统一访问机制,以适应高能物理计算环境下数据密集型应用对数据共享和处理的需要,提高数据共享的利用率,节约了计算和存储硬件资源,加速了高能物理研究的进程.     

暗物质的天文学探测

 暗物质和暗能量是宇宙主要的组成部分,被认为是"笼罩在21世纪物理学上的两朵乌云",是基础物理与宇宙学研究最前沿的方向之一。对暗物质突破性的研究进展将极大促进人们对基本自然规律以及宇宙演化的理解。国际上对暗物质的研究极为重视,美国和欧洲都为之进行了详细周密的规划,开展了一系列的相关项目规划。中国也将暗物质的研究纳入了中长期规划,在过去的几年中国在暗物质探测方面实现了长足进步,在四川锦屏山地下实验室开展多项暗物质直接探测试验,暗物质粒子卫星作为中国空间科学先导专项的首发星,也是中国发射的第1颗天文卫星,2015年12月成功发射。通过观测暗物质粒子湮灭后的粒子产物,有可能在间接探测方向实现对暗物质研究的革命性突破。本文简介暗物质概念提出的历史与暗物质探测的天文学观测手段。