粒子加速器的全称是“带电粒子加速器”,它是一种特殊的电磁高真空装置,在高真空场中,带电粒子在磁场力和电场力加速度的控制下达到高能。它是一种现代设备
,人工提供各种高能粒子束或射线。自从e·卢瑟福在1919年用天然放射性元素发射的α射线轰击氮原子,首次实现元素的人工转换以来,物理学家们已经认识到,为了理解原子核,必须用粒子进行同步研究。随后,大多数新的超铀元素被发现,成千上万的新的人造放射性核素被用粒子加速器合成。高能加速器的发展导致了数百种粒子的发现,包括重子、介子、轻子和各种共振粒子。
目前,欧洲大型强子对撞机是世界上最大和最具能量的粒子加速器。
在我国,随着原子能工业的发展,加速器工业从20世纪50年代末开始发展。2015年10月,中国科学院高能物理研究所宣布,中国将在2020年至2025年间开始建造世界上最大的粒子加速器。这个装置将使科学家们对宇宙的运行有更多的了解。该计划的最终概念将于2016年底完成。
在欧洲粒子物理研究所于2012年发现希格斯粒子之后,基础物理学的发展面临着一个转折点和一个难得的机遇。我们提议建立世界上最大的加速器基地,研究希格斯粒子和相关的科学问题,并为未来的发展寻找突破口。这项研究需要使用和发展世界上最先进的技术,如加速器、机械、电子、微波、低温超导、计算机和网络,这些技术可以极大地促进相关领域的发展。中国建造的粒子加速器将创造一个能够单独产生希格斯玻色子的高纯度环境
未来20年,随着中国经济实力的发展,中国应该拥有这样一个世界级的大型科研中心,引领世界科技发展。在2012年9月的一次研讨会上,有人提出了一个在中国发展高能物理的新计划:在中国建造一个周长50-70公里的环形正负电子对撞机(希格斯工厂)。
能量为240 GeV这可以产生大量的希格斯粒子,准确地研究它们的性质,并找到回答上述科学问题的线索经过几年的运行,质子-质子对撞机将建在同一隧道内,其能量是目前LHC的7倍,以发现新的物理现象和新的粒子。
环形加速器的建设耗费财力
在过去的几十年里,各国都在大型加速器的建设上投入巨资
以下数据列出了过去一年各国大型设备投资占国内生产总值的比例
-BEPC投入/4年/中国1984年国内生产总值≈0.0001
-南南合作投入/10年/美国1992年国内生产总值≈0.0001
-地方支出计划投入/8年/欧盟1984年国内生产总值≈ 0.0002
- LHC投入/10年/欧盟2004年国内生产总值≈0.000356那一年世界投资一般高于这个比率。这表明我们有能力建设这个项目。
表示回报
虽然该项目投资巨大,但回报相当明显,其中包括:
(1)世界领先的科学成果;
(2)关键技术的研发、进步和推广将推动中国高端制造业的发展,加快社会经济发展。
(3)普及和普及科学思想和概念;
(4)高端人才的聚集和引进;
(5)培养青年人才,提高教育质量;
(6)管理模式的国际化与推广;
(7)地方社会经济发展;
(8)国际合作与科技外交;
(9)提升中国国际威望,增强软实力
在10年内建成以大型加速器为龙头的国际科学中心和国际科学城,使中国基础物理成为世界第一,可持续30多年,这是国家发展的难得机遇。因为科学研究是国家发展的根本动力,所以科学为人类社会的发展和现代生活方式的建立做出了巨大贡献。
为了实现中国的科学梦想,建造一个环形加速器实在是刻不容缓!