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第一代北京譜儀
第二代北京譜儀
第三代北京譜儀 中科院高能物理研究所供圖
30年前,北京譜儀正式投入運行,我國第一個大科學(xué)裝置——北京正負電子對撞機從此睜開“眼睛”。投入運行后的北京譜儀,讓中國首次成為國際科技合作的主導(dǎo)者。
9月5日,北京譜儀物理30周年專題研討會上,北京正負電子對撞機與北京譜儀曾經(jīng)的力推者、諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、著名美籍華裔物理學(xué)家李政道向中國科學(xué)院高能物理研究所(以下簡稱高能物理所)和北京譜儀國際合作組發(fā)來賀信:
“北京譜儀在τ物理、粲物理、強子物理等方面取得了世界矚目的成果,使中國在世界高能物理領(lǐng)域占有了一席之地。祝愿高能所及北京譜儀國際合作組取得更多一流成果,為進一步提升祖國在世界高能物理領(lǐng)域的地位貢獻力量,為世界科技發(fā)展做出更大的貢獻。”
尋求合作的美國人
1989年,在克服了經(jīng)費緊張、工業(yè)落后、經(jīng)驗缺乏等困難之后,北京譜儀投入運行?!爸袊本┑膶ψ矙C開始運行了”,世界高能物理學(xué)界將目光投向了中國。
1990年2月至3月間,在美國斯坦福直線加速器中心工作的Walter Toki教授來到高能物理所,高能物理所前所長、時任副所長鄭志鵬接待了他。
“我和我的同事們對北京譜儀物理非常感興趣,希望能夠與中國合作?!盩oki說。
Toki并不是第一個表達合作意愿的美國人。早在1988年北京正負電子對撞機建設(shè)之時,李政道和美國斯坦福直線加速器中心教授Wolfgang K.H. Panofsky就曾向中科院時任院長周光召及高能物理所時任所長葉銘漢提出過合作建議。
Toki當(dāng)然也不是最后一個表達合作意愿的美國人。1990年夏天,在一次召開于新加坡的高能物理大會上,鄭志鵬向世界高能物理學(xué)家介紹了北京譜儀的新進展。會上,美國斯坦福直線加速器中心時任主任Burton Richter教授告訴鄭志鵬,斯坦福直線加速器中心和美國其他機構(gòu)的物理學(xué)家對北京譜儀非常感興趣,不知道是否有可能由此開展中美科技合作。
“北京正負電子對撞機的建設(shè)過程中,我們得到了美國科學(xué)家的幫助。北京譜儀運行之后,很多數(shù)據(jù)分析工作我們也需要向美國學(xué)習(xí)。”鄭志鵬告訴《中國科學(xué)報》,正是由于這兩點原因,北京譜儀向合作尋求者敞開了大門。
最終,1990年12月,Richter與高能物理所時任所長方守賢簽署了“高能物理所與美國直線加速器中心合作備忘錄”。北京譜儀由此成為第一個由我國主導(dǎo)的國際合作組實驗。
從2個國家到15個國家
這些美國科學(xué)家的選擇不是盲目的?!氨本┱撾娮訉ψ矙C的對撞能量在當(dāng)時不是最高的,但北京譜儀卻是在一個非常特殊和重要的能區(qū)工作?!编嵵均i說。
事實證明,美國科學(xué)家當(dāng)時的選擇沒有錯。精確測量τ輕子質(zhì)量、精確測量2-5Gev能區(qū)正負電子湮沒產(chǎn)生強子反應(yīng)截面(R值)、精確測量粲粒子弱衰變、發(fā)現(xiàn)X(1835)等新粒子、發(fā)現(xiàn)四夸克物質(zhì)Zc(3900)……每一個都是國際高能物理領(lǐng)域無人不知的重大成果。
這些成果讓更多人看到了北京譜儀的價值。鄭志鵬回憶,剛開始,合作組里有70位來自高能物理所、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、北京大學(xué)、清華大學(xué)等機構(gòu)的中國物理學(xué)家,20多位來自美國斯坦福直線加速器中心、加州理工大學(xué)、麻省理工學(xué)院等10多家機構(gòu)的科學(xué)家。后來美國科學(xué)家慢慢增加到150人。而30年后的今天,北京譜儀國際合作組的科學(xué)家增加到500多位,從原先中美兩國增加到15個國家和地區(qū)。
“我們的國際合作形式還在繼續(xù)發(fā)展,今年夏天有5個新的研究單位加入合作組,波蘭等國家也在考慮加入。他們希望自己國家的高能物理研究可以借助我們的平臺逐漸起步?!北本┳V儀III國際合作組發(fā)言人苑長征說。
更長遠的規(guī)劃
回望歷史,北京譜儀為中國高能物理留下了很多成果,由北京譜儀開啟的國際科技合作也為中國科技發(fā)展積累了寶貴經(jīng)驗。
“北京正負電子對撞機和北京譜儀的研制,推動了中國高能物理的發(fā)展,培養(yǎng)了一批既懂科學(xué)技術(shù)又擁有工程實踐能力的人才。更重要的是,它通過國際合作,使我國的科研組織形式、管理體系、理念文化發(fā)生了深刻變化,這種影響力是溢出北京譜儀本身的?!备吣芪锢硭L、中國科學(xué)院院士王貽芳說。
過去30年里,電子學(xué)器件等設(shè)備的老化、技術(shù)的更新、新想法的出現(xiàn),推動著北京譜儀進行了兩次更新?lián)Q代。北京譜儀的科學(xué)家們也正在醞釀新一輪升級改造。他們預(yù)計,升級后的北京譜儀III還能夠繼續(xù)工作5到10年。
但10年以后呢?在王貽芳看來,要讓中國高能物理能夠長久地立足于世界舞臺中央,實現(xiàn)李政道先生期望的“提升祖國在世界高能物理領(lǐng)域的地位”,還需要比局部升級更長遠的規(guī)劃——大型環(huán)形正負電子對撞機(CEPC)。
對于這一廣受爭議的項目,王貽芳說:“中國高能物理的發(fā)展從來不曾容易過。曾經(jīng),北京正負電子對撞機項目經(jīng)歷了起起落落,國外一些華人科學(xué)家甚至聯(lián)名寫信反對。但今天北京譜儀的成就證明了當(dāng)初國家領(lǐng)導(dǎo)人的決策是正確的?!?/p>
30年前,備受爭議的北京正負電子對撞機,因為中國對外開放和尋求國際合作的需求而塵埃落定。30年后的今天,同樣備受爭議的CEPC不知會有怎樣的結(jié)局?!爱?dāng)初中國面臨的是開不開放的問題,今天中國面臨的是開放程度多少的問題,在目前的大環(huán)境下,中國仍然可以借助科學(xué)走向國際?!蓖踬O芳說。這一想法在與北京譜儀合作了30年的夏威夷大學(xué)教授Fred Harris那里得到印證?!氨本┳V儀經(jīng)歷了不同凡響的30年。30年里,中國發(fā)生了很多變化,中美關(guān)系也發(fā)生了很多變化。今天,中美科技合作應(yīng)該繼續(xù)下去?!?/p>
?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2019-09-09 第1版 要聞)
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