不止“撞”出新粒子！BEPC如何成为大科学装置的“中国样本”？

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（来源：中国科普博览）

在北京市西郊的中国科学院高能物理研究所，一座看似普通的环形建筑内，正进行着一场微观世界的“碰撞盛宴”。这不是科幻电影中的场景，而是中国高能物理研究的“心脏”——北京正负电子对撞机（BEPC）。它不仅是中国高能物理研究的里程碑，更在多个领域产生了深远的现实影响。

想象一下，一束电子和一束正电子以接近光速的速度在环形隧道中相向而行，当它们在特定点相遇时，会发生剧烈的“碰撞”，从而产生大量新粒子。这看似简单的对撞过程，却蕴含着探索宇宙基本构成的钥匙。

BEPC的建成，使中国高能物理研究从“跟跑”进入“并跑”，甚至在某些领域实现“领跑”。1992年，中国科学家利用BEPC实现了τ轻子质量的精确测量，将精度提高了10倍，这一成果被国际高能物理界评为当年最重要的实验成果之一。BEPC主要研究τ轻子和粲夸克——比原子核还小亿万倍的基本粒子。这些粒子看似“无用”，却可能在未来引发技术革命。正如20世纪初人们研究原子结构时，没人想到会诞生核能和半导体，而今天它们已深刻改变人类的生活。

BEPC的实验数据是向全球科学家开放共享的，已成为标准模型的重要“体检报告”。例如，1992年BEPC精确测量τ轻子质量，将误差缩小10倍，证实了轻子普适性原理，被国际评价为当年最重要的高能物理成果。这类“从0到1”的突破，是新技术产业的“原始种子”。

对撞机不仅是实验平台，更是人才培养的摇篮。35年来，BEPC培养了上千名加速器、探测器、数据科学领域的高端人才，被誉为中国大科学工程的“黄埔军校”。今天，从上海光源到东莞散裂中子源，再到硬X射线自由电子激光、高能同步辐射光源等国家重大设施的总师、技术骨干，80%以上都有BEPC工作经历。一句话，BEPC不仅输出科学，更输出能建大装置的人”。

2009年，北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCII）完成，对撞亮度提高了100倍，成为粲能区（质心系能量3-5 GeV）世界上亮度最高的正负电子对撞机。这一改造不仅使中国在高能物理研究领域保持国际领先地位，更获得了2016年度国家科技进步奖一等奖。

BEPCII的建成，让中国在陶粲物理能区的研究继续保持世界领先。2013年，北京谱仪III实验发现了Zc(3900)，这一发现被美国Physics杂志评为2013年物理学领域11项重要成果之首，入选“中国科学十大进展”。

BEPC的建设，是中国大科学装置从无到有、从弱到强的缩影。它不仅是中国高能物理研究的重要里程碑，更是中国科技创新体系中一个成功的“中国样本”。

从最初邓小平同志“我相信，这件事不会错”的坚定支持，到如今BEPCII成为国际领先的高能物理实验装置，北京正负电子对撞机的故事，是中国科技从“跟跑”到“并跑”再到“领跑”的生动写照。

BEPC的每一次对撞，都是在为人类知识的版图增添新的边疆；每一次发现，都是在为解决实际问题提供新的思路。BEPC不仅“撞”出了新粒子，更“撞”出了中国科技发展的新未来。它不仅是探索宇宙奥秘的“显微镜”，更是国家科技实力和产业未来的“播种机”。

出品：科普中国

作者：杨超（深圳理工大学科普主管、中国科普作家协会会员）