DESY

德國電子同步加速器研究所

現在，DESY 是世界上粒子加速器研究的主要中心之一。在這裡，物理學家們通過實驗對眾多的基本粒子進行研究。這裡沒有國界，幾百名男女科學家參加國際合作組，共同開展物理實驗。在數年合作的歷程中，他們設計、建造和運行像樓房那樣大的複雜測量儀器，分析DESY 的HERA產生的千百萬項數據。（左圖為DESY現任所長A.Wagner教授）

DESY以成功將粒子研究與同步輻射應用研究結合在一起而聞名於世，使其起碼可以在歐洲鶴立雞群。利用DESY加速器開展的研究涉及粒子物理到分子生物。馬普學會在DESY有三個工作組，歐洲分子生物實驗室在DESY有一個分部。(左圖為漢堡的DESY鳥瞰圖)

DESY的永久僱員有1560人，包括茨威森（Zeuthen）分部的70人。另外，來自33個國家的2900位科學家使用DESY的裝置。(右圖為ZEUTHEN分部的鳥瞰圖）

DESY從事的研究：從晶體到夸克

晶體對每個人都很熟悉。覆蓋馬路的雪上冰晶體，放入一杯咖啡中的糖晶體...。晶體由無數按正常晶格排列的原子組成，是利用同步輻射開展研究的“原始材料”。同步輻射是粒子加速器發射出來的一種特殊的光。當電子在加速器環中由強磁鐵迫使其在彎曲軌道中運行時，便產生這類輻射，粒子釋放出大量的能量。

同步輻射強聚焦，波長光譜從紅外區到硬X射線。DESY是世界上最重要的利用X射線光開展實驗的場地之一。科學家們利用DORIS和PETRA產生的強輻射，化學家、生物學家、內科醫生和材料研究人員可以仔細檢查極其廣泛的樣品，研究物質結構到原子級。為了將來的研究，DESY正在研製亮度最高的光源。

原子絕不是物質的最小組成部分，它們由一個原子核和一個殼層電子組成。原子核由質子和中子組成，而它們又由夸克組成。這些小的令人難以置信的粒子是物理學家們在HERA上研究的目標。

在6.3公里長的HERA環里，負電子和正電子被加速到很高的能量。靈敏度非常高體積像樓房那樣大的測量設備觀察這些粒子發生巨大對撞后發生了什麼情況。“超級電子顯微鏡”HERA是研究比質子本身小1000倍的粒子成為可能。從測量中，物理學家們對質子的內部結構和自然基本力的性質得出結論。

HERA新的研究揭示：每個質子類似由強力場緊密組合在一起的許多夸克，反夸克和膠子的旋雲。根據我們目前以知的情況，夸克和電子是物質的基本組成部分，它們的尺寸僅為原子直徑的億分之一。從2000年秋到2001年中，HERA進行了大量改進，旨在提高質子和電子的對撞率，將原有的設計亮度提高4-5倍，以便發現標準模型以外未有預料到的新的效應。

TESLA項目

國際合作組正在DESY研製和規劃一個新的加速器工程。該工程稱為TeV能級超導直線加速器（TESLA）。

TESLA不僅為基礎研究而且還為廣泛的學科的應用研究開闢了新的前景。該工程由兩個設施組成：一個是國際合作組開發的33公里長的直線加速器，它使正負電子發生對撞；另一個是4公里長驅動一種新型X射線激光器的電子加速器。這兩個設施的運行前提是TESLA的新超導加速器技術。研究和應用的範圍從材料和生命過程到物質結構和大爆炸的形成。

DESY在Zeuthen的分部

DESY Zeuthen自1992年後成為DESY的分部，位於德國布蘭登堡州柏林東南部。其粒子物理研究主要集中在參加HERA的實驗上。例如，研製和建造了探測器的一些精密部件，還參加從HERA上獲取的數據的分析。

該分部的科學家還參與TESLA的開發。另外，他們還參加西歐中心的實驗和測量，與柏林的大學及國外的大學和研究所進行密切合作。該分部還涉及中微子天體物理和并行計算中心兩個項目。與國際合作組一起，分部在運行南極深冰中的AMANDA望遠鏡。

該望遠鏡用來探測宇宙中微子。在分部的“并行計算中心”，運行著一台大規模并行的高功率計算機。由於這些計算機的特殊配置，它們非常適合進行理論物理計算。

Zeuthen分部的PITZ光注入器

自2002年1月以來，DESY Zeuthen分部利用光注入器測試設備PITZ運行自己的那台小的直線加速器，開發和優化激光碟機動高頻電子源，因為兩個TESLA工程都需要它們。TESLA直線對撞機和X射線激光器這兩個裝置需要很高質量的電子束流；束流的電子束團必須很短，同時有個極小的發射度。（發射度取決於束流的大小和孔徑角度，因此成為確定粒子束流質量的度量法；發射度越低，束流聚焦的可能性越好。）因此，DESY在從事一個大的研製計劃。作為模擬和理論探討的補充，Zeuthen分部的PITZ測試設備被用來詳細研究電子束團產生、加速和形成的過程，故使與漢堡TESLA測試設備目前運行無關的TESLA粒子源的束流質量和像運行安全的運行參數得到優化。

DESY在德國經濟中的重要性

DESY在經濟上不僅對漢堡地區，而且對周圍的幾個州，乃至全國都有重要意義。這是2000年2 月漢堡大學配給與競爭研究所發表的“DESY基礎研究在經濟上的重要性”的研究結論。研究報告的作者調查了1997年DESY運行和1984年到1990年建造HERA儲存環所產生的營業額、收入、職業和國庫稅收效應（或從整體上稱為“需求效應”）。

1997年，DESY運行確保了4244份工作，其中DESY以外的工作約佔70%。在HERA投資階段，確保了14205份工作。從DESY獲益最大的是服務行業的供貨商和經商者，接著是能源部門、化學、汽車、機械製造和電子學領域。

1977年，DESY 約40%的物資和人頭開支直接以稅的形式流回到州里。

（高能所科研處製作 侯儒成編譯）