春节期间,中科院高能所的科学家们在干什么?
寻找新粒子是高能物理学家追求的目标。寻找新粒子的一个重要方法是将粒子束加速到接近光速的高能量并与之碰撞,这需要借助一个巨大的科学装置,这就是对撞机。
“我们正在做的实验是利用北京正负电子对撞机开展τ-charm物理研究,探索物质的最小单位。”魏对说:
走进北京正负电子对撞机主控室,对撞机重大改造工程闪烁的真实沙盘格外引人注目。从沙盘模型上看,BEPC像一个巨大的羽毛球拍,由注入器、储存环、北京谱仪和北京同步辐射装置四部分组成。
这个巨大羽毛球拍的手柄是一个202米长的直线加速器,也就是注入器,为储存环提供正负电子束;球拍框是一个周长240米的环形加速器,也就是储存环,正负电子在这里储存和碰撞;北京谱仪位于球拍顶端,相当于北京正负电子对撞机的“眼睛”。用于捕捉碰撞产生的二次带电粒子和中性粒子的信息,重构碰撞过程,从而研究物质的微观结构,揭开宇宙的奥秘。同步辐射装置位于储存环周围,主要为同步辐射研究提供同步辐射光。
简单来说,北京正负电子对撞机是一个高能物理研究的实验装置,一直在重复“新粒子的碰撞和诞生”的过程。
“对撞机的实验一旦开始,就需要不分节假日,24小时不间断运行,直到实验结束。实验时,我们白班上夜班,每班至少需要26人。”魏介绍。
魏的家人也支持春节期间加班。“春节期间,我们的实验运行正常。我们根据工作安排值班。这是要完成的工作。他们知道我的工作性质。”说起加班,魏很淡定。
有人曾把北京正负电子对撞机比作“超级粒子炮”。它的工作原理就像两辆车在不同的轨道上相向行驶,不断加速。当速度接近光速时,调整轨道使它们在指定位置碰撞,此时就会产生大量的“碎片”,而这些“碎片”就是物理学家要研究的次级粒子。