高能所首页   |   BESIII实验   |   物理简介   |   重要成果   |   大事记   |   BES物理30年专题研讨会   |  
     
  当前位置:首页 > BES纪事  
  BEPC和BES,我们心中的骄傲  
  2018-10-11 | 文章来源:高能所 薛生田 | 浏览次数:  
 
 
 
 

  今年是北京正负电子对撞机(BEPC)和北京谱仪(BES)建成30周年。30年前的1988年北京正负电子对撞机建成并对撞成功和北京谱仪建成并获取第一批J/ψ事例,标志着北京正负电子对撞机(BEPC)工程取得了巨大成功。它成为我国当年科技界的一个重大事件。实际上,自上世纪80年代初开始的对撞机和谱仪设计、建造还经历了8年多的时间。我是1981年从国外回来,立即就投入了北京谱仪的设计及其后的建造,直至2004年因病才恋恋不舍地离开了我为其工作了24年的北京谱仪。我离开了,但令我感到欣慰的是我的学生都成长起来了。他们成了北京谱仪的骨干,有的还成了学术带头人。

  在我为北京谱仪工作的24年间,北京谱仪除了在J/ψ物理、ψ′物理、D物理及Ds物理等方面取得大量的物理成果外,还有两件我亲身参加的重大物理成果。其一是τ轻子质量的精确测量,其二是在BEPC所能达到的能量成功地进行了R值扫描测量。这两个测量的成功都成为BES及国际高能物理界当年的重大物理成果。一举确立了北京正负电子对撞机(BEPC)及北京谱仪(BES)在国际高能物理界的学术地位。

  先说说τ轻子质量的精确测量。那是1991年底及1992年初的事。当年BES合作组内部对下一年做什么物理存在两方面意见:一部分人主张先做D物理,另一部分人主张先做Ds物理,僵持不下。最后还是美方主张做D物理的领导松口说可以先做Ds物理,但条件是允许他的学生先在BES上做短时间的τ轻子质量测量。于是BES合作组于1991年10月底正式决定开始做τ质量测量。因在这之前关于τ轻子物理BES也做了一些准备,如以e-μ事例来辨认τ轻子的存在及用最大似然法预测下一个τ质量测量的能量点的方案也已进行了充分的论证。BES合作组随即成立了τ质量测量领导小组,我有幸成为其中一员。τ质量测量从1991年11月1日正式开始。说来非常神奇,在10月下旬BEPC的调试非常不顺利,束流非常不稳定,可从11月开始BEPC运行就非常稳定,为τ质量测量成功奠定了非常好的基础。在那些日子里BES上的人从早到晚个个都异常兴奋。早起彼此见面第一句话就问又发现了e-μ事例没有?很快到了1991年年底,我们在无比兴奋中渡过了1992年元旦。眼看就是农历春节了,此时τ质量测量取数阶段已进入尾声。当时兴之所至我在BES值班室外的黑板上画了一幅有关τ质量测量的画,并在春节来临之际写了一副对联:上联是“辞辛未凭栏举杯赏浊浪滔滔(τ+τ–)尤感欢欣快慰”;下联是“迎壬申临窗把盏盼骤雨滴滴(Ds+Ds–)更觉重任在身”。1991年是农历辛未年(羊年),人们都知道羊年比较苦,但辛未对欢欣快慰,滔滔寓意τ+τ–;1992年是农历壬申年(猴年),猴年比较轻松愉快,但壬申对重任在身,滴滴寓意Ds+Ds–。写毕不禁有一种得意的成就感。当年应科学通讯杂志之约,我还写了一篇关于τ质量测量过程的报导文章。τ质量测量始于1991年11月1日,结束于1992年1月20日,历时整整81天,所以我写了τ质量测量取数历时九九81天。接下来测量数据的分析很快有了初步结果,非常喜人。消息一出,逼得当时德国和美国的各一个实验组很快便抛出了他们用不同方法测量τ轻子质量的初步结果,成了为BESτ质量精确测量结果的红花配上了两个绿叶。加上随后其它反应道的分析,BES上τ轻子质量的精确测量获得了巨大成功,成为当年国际高能物理界的重大事件。

  再谈谈R值测量:那是2000年前后的事。因为我参与了早期的R值测量的调研,后来在国外又专门请教了建议BES做R值测量的外国朋友,知道这是一件非常难的事,历时长并且有些枯燥。BES在2–5GeV能区进行R值扫描测量,首先要求对撞机(BEPC)在能量点不断变化的情况下稳定运行,这对对撞机的运行是一个非常高的要求。同时要求测量过程中谱仪(BES)的数据分析要跟得上。事情有点难,但我们还是做了,并且做得不错。BES的测量结果一公布,国外的分析马上给出了对电磁精细结构常数α精度的影响,并同时预言希格斯(Higgs)粒子的质量可能比以前预言的更高。在2000年底BES的春节总结聚会上,我为现场又题写了一副对联:上联是“千禧年测量近百点R值预言令希格斯远走”;下联是“新世纪获取几千万J/ψ有望将胶子球生擒”。因为当年关于寻找胶子球的讨论很火。大家见了说说笑笑,为聚会增添了不少喜庆的气氛。在BES上工作,无论是值班取数,还是做物理分析,都是一件很累的事。但如果你真的热爱它,就会很快乐,即所谓的“累并快乐着”。自然就会有文艺气氛产生,笔下自然会写出点东西来,算是自娱自乐吧!

  离开谱仪十多年了,可心里还是老想着BEPC和BES,想着在BES工作的那些日子里的人和事。这一辈子遇到不少次他人的询问:高能物理到底是干什么的?回答多半是对撞机和谱仪有哪些新技术带动了国内在某些方面技术的发展,BES上的物理成果在国际高能物理界的影响等,仅此而已。闲下来到本所东大门内看看高能所地标性建筑——有李政道先生题字的正负电子对撞的模型。其中李政道先生题字的最后一行是“天地之艺物之道”,即是说北京正负电子对撞机要探索的正是“天地之艺物之道”。这么多年来,国内高能物理的命运起起伏伏,仅方案论证就有“七下八上”之说。早年论证方案时多数人认为质子加速器是首选,因为它打靶可产生丰富的次级粒子,对电子加速器并不怎么待见。可是自从有了正负电子对撞机,这些概念就全变了。正负电子对撞湮灭后可产生对撞能量下允许的任何粒子。BES在2–5GeV能区主要做τ–粲物理研究,然而湮灭产物中可产生大量强子,包括各种重子对,这是以前从未想到过的。BES上可产生粲夸克,再高能量的对撞机上可产生底夸克、顶夸克、希格斯粒子等。所以提高正负电子对撞机能量成了下一代对撞机追求的目标。理论物理学家将正负电子湮灭的瞬间称之为能量火球,在能量阈值允许条件下可产生任何粒子,就像宇宙形成之初大爆炸瞬间一样。以此感悟我为北京正负电子对撞机(BEPC)和北京谱仪(BES)写下如下一副对联:上联是“正负电子湮灭变幻混沌宇宙初现”,下联是“轻重夸克产生化物大千世界重来”,横批是“探微觅宏”,意为探测微观粒子产生,实际上是在寻找宏观宇宙形成发展的规律。

  以此文纪念北京正负电子对撞机(BEPC)建成30周年,并预祝更高能量正负电子对撞机方案早日落实并最终实现!

   (本文在“纪念北京正负电子对撞机建成30周年有奖征文活动”中荣获二等奖。)

 
     
 

 
@2019 中国科学院高能物理研究所版权所有
本页面由高能所所办公室制作维护
地址:石景山区玉泉路19号乙
Email:ihep@ihep.ac.cn