不止“撞”出新粒子！BEPC如何成為大科學裝置的“中國樣本”？

在北京市西郊的中國科學院高能物理研究所，一座看似普通的環形建筑內，正進行著一場微觀世界的“碰撞盛宴”。這不是科幻電影中的場景，而是中國高能物理研究的“心臟”——北京正負電子對撞機（BEPC）。它不僅是中國高能物理研究的里程碑，更在多個領域產生了深遠的現實影響。

從“粒子工廠”到“科技引擎”

想象一下，一束電子和一束正電子以接近光速的速度在環形隧道中相向而行，當它們在特定點相遇時，會發生劇烈的“碰撞”，從而產生大量新粒子。這看似簡單的對撞過程，卻蘊含著探索宇宙基本構成的鑰匙。

BEPC的建成，使中國高能物理研究從“跟跑”進入“并跑”，甚至在某些領域實現“領跑”。1992年，中國科學家利用BEPC實現了τ輕子質量的精確測量，將精度提高了10倍，這一成果被國際高能物理界評為當年最重要的實驗成果之一。BEPC主要研究τ輕子和粲夸克——比原子核還小億萬倍的基本粒子。這些粒子看似“無用”，卻可能在未來引發技術革命。正如20世紀初人們研究原子結構時，沒人想到會誕生核能和半導體，而今天它們已深刻改變人類的生活。

BEPC的實驗數據是向全球科學家開放共享的，已成為標準模型的重要“體檢報告”。例如，1992年BEPC精確測量τ輕子質量，將誤差縮小10倍，證實了輕子普適性原理，被國際評價為當年最重要的高能物理成果。這類“從0到1”的突破，是新技術產業的“原始種子”。

人才“黃埔軍校”，為大科學工程“造血”

對撞機不僅是實驗平臺，更是人才培養的搖籃。35年來，BEPC培養了上千名加速器、探測器、數據科學領域的高端人才，被譽為中國大科學工程的“黃埔軍校”。今天，從上海光源到東莞散裂中子源，再到硬X射線自由電子激光、高能同步輻射光源等國家重大設施的總師、技術骨干，80%以上都有BEPC工作經歷。一句話，BEPC不僅輸出科學，更輸出能建大裝置的人”。

改造升級：從“跟跑”到“領跑”

2009年，北京正負電子對撞機重大改造工程（BEPCII）完成，對撞亮度提高了100倍，成為粲能區（質心系能量3-5 GeV）世界上亮度最高的正負電子對撞機。這一改造不僅使中國在高能物理研究領域保持國際領先地位，更獲得了2016年度國家科技進步獎一等獎。

BEPCII的建成，讓中國在陶粲物理能區的研究繼續保持世界領先。2013年，北京譜儀III實驗發現了Zc(3900)，這一發現被美國Physics雜志評為2013年物理學領域11項重要成果之首，入選“中國科學十大進展”。

結語：大科學裝置的“中國樣本”

BEPC的建設，是中國大科學裝置從無到有、從弱到強的縮影。它不僅是中國高能物理研究的重要里程碑，更是中國科技創新體系中一個成功的“中國樣本”。

從最初鄧小平同志“我相信，這件事不會錯”的堅定支持，到如今BEPCII成為國際領先的高能物理實驗裝置，北京正負電子對撞機的故事，是中國科技從“跟跑”到“并跑”再到“領跑”的生動寫照。

BEPC的每一次對撞，都是在為人類知識的版圖增添新的邊疆；每一次發現，都是在為解決實際問題提供新的思路。BEPC不僅“撞”出了新粒子，更“撞”出了中國科技發展的新未來。它不僅是探索宇宙奧秘的“顯微鏡”，更是國家科技實力和產業未來的“播種機”。

出品：科普中國

作者：楊超（深圳理工大學科普主管、中國科普作家協會會員）

監制：中國科普博覽