BES的历程与展望 BES 讲座听课学习报告 高能物理作为一门前沿科学， 是现代物理学发展的前沿领域之一，是物理学 的一个分支，是研究比原子核更深层次的微观世界物质中的结构性质与在很高能 量下这些物质相互作用的现象， 以及产生这些现象的原因和规律。是人类对于微 观世界的不懈探索而应运而生的。 目前，高能物理已经深入到更深层次的物质的性质和研究。更高能量加速器 和大型粒子探测器的建设， 无疑为高能物理的发展提供了更加广阔的平台，有利 于产生更多的未知粒子和发现更多的微观奥秘，并进一步深入更加微观的世界。 为适应现代社会高科技科学技术的发展，及响应改革开放的在科技领域的推 进号召，1981 年 5 月，高能物理研究所提出建造2 2.2GeV正负电子对撞机的方 案，经原国家科委和中国科学院召开的专家会理论上予以通过。1984 年 10 月， BEPC 工程开始破土动工，党和国家领导人邓小平同志参加奠基典礼，总投资 2.4 亿元人民币， BEPC 和北京谱仪正式建成！总体来看，北京谱仪 (BES)是一台大型通用探测器。是一个大型粒子物理实验装置，由多种子探测器组合而成，长约6 米，高、宽各7 米，重 500 多吨，主要由七部分组成是，分别是：1 顶点室、主漂移室及电子学系统主要作用是与主漂移室配合测量荷电粒子的径迹和动量，还与飞行时间计数器(T0F)配合做触发判选。 2 飞行时间计数器及电子学系统，其主要作用是测量带电粒子的速度。3 簇射计数器及电子学系统，它的作用是给出带电粒子或中性粒子的能量。4m子鉴别器及电子学系统 它可以记录穿透能力很强的m 子，确定其击中位置。5 螺旋线磁铁可提供场强为4 千高斯的均匀磁场。 6 亮度监测器 用以监测对撞机的束流亮度。 7 触发判选，在线数据获取与分析、离线数据分析系统用来对来自探测器的大量数据进行高速度、高精度的贮存、判选和数字化处理。现在已建设成功的BES3 的各种性能都在初级系统已有功能基础上做了很大改进，例如重新制作主漂移室；重新制作飞行时间计数器；采用MARK3 的顶点室；重新制作亮度计数器；采用VME 系统更新数据读出系统等。遂成为在中国高科技领域为数不多超越西方达到世界巅峰水平的成果之一。北京谱仪建成后， 即取得了一系列重要成果。 1988 年 10 月，北京谱仪观察到宇宙线信号； 1989 年 7 月，北京谱仪首次获取了900 万 J/ （物理用 780 万)的事例、质量测量、 22.3pb-1Ds(4.03GeV) 的数据、 390 万(2S)的事例。利用这些数据，取得了质量的精确测量、(2S) 粒子及粲夸克偶素物理的研究、Ds(D)衰变的研究和 J/衰变的精确测量；2000 年，BES合作组发表了在高能物理实验研究高精度测量前沿研究的高阶修正理论计算中，涉及强相互作用贡献的项都需将正负电子湮没产生强子的产生截面（R值）作为输入量的 R值精确测量的结果，受到国际高能物理界的高度重视和赞赏，R值的精确测量值，使得对标准模型中尚未找到的Higgs 粒子质量的预测，做出了显著改善。在这之前，R值的低精度状况带来的理论计算的不确定性是对标准模型精确检验和发现新物理的严重障碍。 2003 年 7 月，在分析 5800万事例数据中的 J/ 粒子辐射衰变到正反质子的过程中， 发现正反质子不变质量在阈值处有一个奇异的增长，质量为 18.59 亿电子伏特，自旋为0，即发现一个新共振态； 2004 年，BES合作组在J/ 物理分析中又在质子反超子和 K介子反 超子阈值附近发现新的共振结构，极有可能是一个多夸克态粒子。2007年，BES合作组确认了一系列新共振态 , ,X(1835), 在 J/ 中的阈值增强 ,在 J/ K+K 0中发现宽共振峰; (2S) 和 CJ 的衰变研究 ; (3770)的非 DD 衰变的结果 . 2010 年 2 月,北京谱仪(BESIII) 国际合作组对外宣布 ,利用重大改造后的北京正负电子对撞机(BEPCII)上产生的 1 亿 事例,BES3 合作组获得了首批重要物理成果。从这些可以看出， 北京谱仪是经受的住时间检验的高技术设备，在后续研究中也必将发挥重大效用！目前，在高能物理领域所遇到的一系列难题，北京谱仪都有所贡献并在继续努力。第一： 通过近几年研究大大丰富和发展了粲夸克偶素和粲粒子物理的理论和实验研究这些成果。包括值（25Gev）测， ，如等新粒子的发现，对有争议粒子的证实和参数测定， 对标量介子、 粒子性能的精确测量， 强衰变以及到非衰变的开创性研究以及利用单标记和双标记进行介子衰变的深入研究等。这些成果已发表在国际一流水平的杂志上，并被粒子数据手册（PDG）引用，得到了国际高能物理界的关注和认可。第二：在一些前沿交叉领域，BES已有所突破，例如在同步辐射装置、自由电子激光用户装置、 强流慢正电子源实验装置、 强流质子加速器关键技术研究等国家急需的前沿科学研究。第三：在前沿科学方面，强子物理、光源工程、LAMOST 、宇宙学、中微子物理、味物理和 TeV物理、 CSR 物理等研究方向或建造以后也可能有所涉及。第四：h 介子的衰变测量、 中子的电形状因子GEn的测量、w 极化度的测量、双质子态的观测、 Y（2175）的观测、 Y*的测量和结构分析、 h-核的观测等；理论工作包括丢失共振态的研究、超子的研究、超核产生的研究、双重子的研究、四夸克态的研究、多夸克态构形的探讨、手征微扰论的研究等们进行的与CSR相关的研究工作，包括利用质子-质子碰撞过程的同位旋筛选特性，与BES实验相配合，研究核子和超子的结构，特别是它们的激发态结构和五夸克成分；在CSR上的质子 -原子核反应及通过质子束流产生介子和超核的可能性及探测方法；在 CSR上通过核子 -核子碰撞产生和研究双重子态；多夸克奇特态的研究；利用在 CSR 上可产生高密度物质的条件， 对手征对称性和同位旋对称性的研究；同位旋非对称核物质状态方程研究；中子星及中性物质基态的研究；以及利用CSR进行重离子与生物分子相互作用、 重离子治癌和射线防护的研究等。 在此基础上，与会者探讨了可在CSR 上开展的研究课题， 特别是围绕重子谱和介子谱， 探讨了合作进行包含五夸克成分的新重子谱和具有四夸克成分的介子谱的理论研究的可能性及方案；新强子态的结构和特性的探讨等。BES都在与国际社会合作，并将努力在这些方面有所突破。最后，BES作为大科学装置高能物理研究中心，从现代中国国情及世界局势出发来看，应在着重研究科学前沿问题的同时，也有部分力量对能源和环境等国家和国际关注的问题进行研究，这也是所有科学力量对社会所应付的必须得责任。学院：四川大学物理学院专业：核工程与核技术时间：2011 年 4 月 29 日