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春節期間,中科院高能所的科學家在做什麽?

發布時間:2022-02-07 14:08:00來源: 科技日報

  科技日報記者 陸成寬

  “大年初四晚8點開始,我在對撞機直線段值夜班。淩晨的時候,聽到了一次硬件故障報警聲,我確認了故障原因後,設備很快自動恢複正常。”這是新年過後,中科院高能物理研究所助理研究員魏彥茹第一次值夜班,期間她一直關(guan) 注著直線部分的硬件狀態,以確保第二天的電子束流注入能夠正常進行。

  發現新粒子是高能物理學家共同追求的目標。尋找新粒子的一個(ge) 重要方法就是把粒子束流加速到接近光速的高能量並進行對撞,而這需要借助巨大的科學裝置完成,它就是對撞機。

  “我們(men) 正在做的實驗,是利用北京正負電子對撞機開展τ-粲物理研究,探索物質構成的最小單元。”魏彥茹說。

  進入北京正負電子對撞機主控大廳,不斷閃爍的對撞機重大改造工程實景沙盤格外引人注目。從(cong) 沙盤模型上看,北京正負電子對撞機的外形像一支碩大的羽毛球拍,由四大部分組成,包括注入器、儲(chu) 存環、北京譜儀(yi) 以及北京同步輻射裝置。

  這個(ge) 巨大羽毛球拍的球拍把是長202米的直線加速器,即注入器,為(wei) 儲(chu) 存環提供正負電子束流;球拍框是周長240米的環形加速器,即儲(chu) 存環,正負電子在這裏儲(chu) 存、對撞;北京譜儀(yi) 位於(yu) 球拍的頂端,相當於(yu) 北京正負電子對撞機的“眼睛”,用於(yu) 捕獲對撞產(chan) 生的次級帶電粒子和中性粒子的信息,重建對撞過程,從(cong) 而研究物質的微觀結構,揭開宇宙的奧秘;同步輻射裝置則位於(yu) 儲(chu) 存環的周圍,主要是提供同步輻射光,用於(yu) 同步輻射研究。

  簡單地說,北京正負電子對撞機就是一台用於(yu) 高能物理研究的實驗裝置,一直在重複進行“對撞、新粒子誕生”這個(ge) 過程。

  “對撞機的實驗一旦開始,就需要晝夜不停,無論放假或節日,每天24小時運行,直到實驗結束。實驗過程中,我們(men) 白班夜班倒,每一班至少需要26人值守。”魏彥茹介紹。

  多數時間,魏彥茹都在中央控製室值班,這裏一般需要兩(liang) 個(ge) 人。“值班期間,我們(men) 得一直盯著控製屏,一個(ge) 小時左右就要完成一次正負電子束流的注入,注入完成後,還得一直關(guan) 注並隨時調整電子束流的狀態和亮度,同時,如果有故障,還需要及時處理。即使是吃飯時間,我們(men) 也不能離開,都是食堂工作人員送過來。”魏彥茹說。

  對於(yu) 春節期間加班,魏彥茹的家人也都很支持。“春節期間,我們(men) 的實驗正常運行,我們(men) 根據工作安排正常值班,這是要完成的工作,他們(men) 了解我的工作性質。”說到加班,魏彥茹很平靜。

  有人曾把北京正負電子對撞機形象地比喻為(wei) “超級粒子大炮”。其工作原理就像兩(liang) 輛車在不同的軌道相向行駛,並不停地加速,當速度達到接近光速時,調整軌道使得其在指定位置對撞,此時會(hui) 產(chan) 生大量的“碎片”,而這些“碎片”就是物理學家所要研究的次級粒子。

  “它是利用兩(liang) 個(ge) 相向而行的正負電子束流進行對撞,利用巨大的相互作用能量,探究物質的微觀結構。”魏彥茹說,物理學家的工作就是從(cong) 實驗產(chan) 生的海量數據中分析出次級粒子的電荷、動量、能量等特性參數,從(cong) 而揭開微觀世界的奧秘。

(責編: 陳濛濛)

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