在北京市西郊的中國科學(xué)院高能物理研究所，一座看似普通的環(huán)形建筑內(nèi)，正進(jìn)行著一場微觀世界的“碰撞盛宴”。這不是科幻電影中的場景，而是中國高能物理研究的“心臟”——北京正負(fù)電子對撞機(jī)（BEPC）。它不僅是中國高能物理研究的里程碑，更在多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)影響。

從“粒子工廠”到“科技引擎”

想象一下，一束電子和一束正電子以接近光速的速度在環(huán)形隧道中相向而行，當(dāng)它們在特定點(diǎn)相遇時(shí)，會發(fā)生劇烈的“碰撞”，從而產(chǎn)生大量新粒子。這看似簡單的對撞過程，卻蘊(yùn)含著探索宇宙基本構(gòu)成的鑰匙。

BEPC的建成，使中國高能物理研究從“跟跑”進(jìn)入“并跑”，甚至在某些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“領(lǐng)跑”。1992年，中國科學(xué)家利用BEPC實(shí)現(xiàn)了τ輕子質(zhì)量的精確測量，將精度提高了10倍，這一成果被國際高能物理界評為當(dāng)年最重要的實(shí)驗(yàn)成果之一。BEPC主要研究τ輕子和粲夸克——比原子核還小億萬倍的基本粒子。這些粒子看似“無用”，卻可能在未來引發(fā)技術(shù)革命。正如20世紀(jì)初人們研究原子結(jié)構(gòu)時(shí)，沒人想到會誕生核能和半導(dǎo)體，而今天它們已深刻改變?nèi)祟惖纳睢?/p>

BEPC的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是向全球科學(xué)家開放共享的，已成為標(biāo)準(zhǔn)模型的重要“體檢報(bào)告”。例如，1992年BEPC精確測量τ輕子質(zhì)量，將誤差縮小10倍，證實(shí)了輕子普適性原理，被國際評價(jià)為當(dāng)年最重要的高能物理成果。這類“從0到1”的突破，是新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的“原始種子”。

人才“黃埔軍�！保瑸榇罂茖W(xué)工程“造血”

對撞機(jī)不僅是實(shí)驗(yàn)平臺，更是人才培養(yǎng)的搖籃。35年來，BEPC培養(yǎng)了上千名加速器、探測器、數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域的高端人才，被譽(yù)為中國大科學(xué)工程的“黃埔軍�！�。今天，從上海光源到東莞散裂中子源，再到硬X射線自由電子激光、高能同步輻射光源等國家重大設(shè)施的總師、技術(shù)骨干，80%以上都有BEPC工作經(jīng)歷。一句話，BEPC不僅輸出科學(xué)，更輸出能建大裝置的人”。

改造升級：從“跟跑”到“領(lǐng)跑”

2009年，北京正負(fù)電子對撞機(jī)重大改造工程（BEPCII）完成，對撞亮度提高了100倍，成為粲能區(qū)（質(zhì)心系能量3-5 GeV）世界上亮度最高的正負(fù)電子對撞機(jī)。這一改造不僅使中國在高能物理研究領(lǐng)域保持國際領(lǐng)先地位，更獲得了2016年度國家科技進(jìn)步獎一等獎。

BEPCII的建成，讓中國在陶粲物理能區(qū)的研究繼續(xù)保持世界領(lǐng)先。2013年，北京譜儀III實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了Zc(3900)，這一發(fā)現(xiàn)被美國Physics雜志評為2013年物理學(xué)領(lǐng)域11項(xiàng)重要成果之首，入選“中國科學(xué)十大進(jìn)展”。

結(jié)語：大科學(xué)裝置的“中國樣本”

BEPC的建設(shè)，是中國大科學(xué)裝置從無到有、從弱到強(qiáng)的縮影。它不僅是中國高能物理研究的重要里程碑，更是中國科技創(chuàng)新體系中一個(gè)成功的“中國樣本”。

從最初鄧小平同志“我相信，這件事不會錯(cuò)”的堅(jiān)定支持，到如今BEPCII成為國際領(lǐng)先的高能物理實(shí)驗(yàn)裝置，北京正負(fù)電子對撞機(jī)的故事，是中國科技從“跟跑”到“并跑”再到“領(lǐng)跑”的生動寫照。

BEPC的每一次對撞，都是在為人類知識的版圖增添新的邊疆；每一次發(fā)現(xiàn)，都是在為解決實(shí)際問題提供新的思路。BEPC不僅“撞”出了新粒子，更“撞”出了中國科技發(fā)展的新未來。它不僅是探索宇宙奧秘的“顯微鏡”，更是國家科技實(shí)力和產(chǎn)業(yè)未來的“播種機(jī)”。

出品：科普中國

作者：楊超（深圳理工大學(xué)科普主管、中國科普作家協(xié)會會員）

監(jiān)制：中國科普博覽