北京正負電子對撞機

BEPC自1990年建成運行以來，迅速成為在20億到50億電子伏特能量區域居世界領先地位的對撞機，優異性能為我國開展高能物理實驗創造了條件，取得了一批在國際高能物理界有影響的重要研究成果。如：τ輕子質量的精確測量、20-50億電子伏特能區正負電子對撞強子反應截面（R值）的精確測量、發現“質子-反質子”質量閾值處新共振態、發現X（1835）新粒子等；同時，BEPC“一機兩用”，成為我國眾多學科的同步輻射大型公共實驗平台，取得了包括大批重要蛋白質結構測定在內的重要結果。

北京正負電子對撞機（BEPC）佔地總面積達57500平方米，由電子注入器、儲存環、探測器、核同步輻射區、計算中心等5個部分組成。正、負電子在其中的高真空管道內被加速到接近光速，並在指定的地點發生對撞，通過大型探測器--北京譜儀記錄對撞產生的粒子特徵。科學家通過對這些數據的處理和分析，進一步認識粒子的性質，從而揭示微觀世界的奧秘。

90年代以來，高能所已成為世界八大高能物理實驗研究中心之一。

BEPC由四大部分構成：注入器與束流輸運線、儲存環、北京譜儀和同步輻射裝置。

其鳥瞰圖像一支碩大的羽毛球拍，由北向南而卧“球拍的“把”———注入器是一台長202m的行波正負電子直線加速器，電子槍產生的電子束在盤荷波導加速管中，就像衝浪一樣騎在微波場上不斷得到加速。

在電子束被加速到150Mev 時，轟擊一個約 1cm厚的鎢靶，由於級聯簇效應產生正負電子對，將正電子聚焦、收集起來加速，就得到高能量的正電子束，正負電子束流通過輸運線注入到球拍的“框”———儲存環中，積累、儲存、加速、對撞。正負電子束流在儲存環 240m長的真空盒裡做迴旋運動，安放在真空盒周圍的各種高精密電磁鐵將束流偏轉、聚焦、控制在環形真空盒的中心附近；高頻腔不斷把微波功率傳遞給束流，使之補充能量並得到加速；上百個探頭密切檢測束流的強度、位等性能；計算機通過各種介面設備，控制對撞機的上千台設備的工作! 當正負電子束流被加速到所需要的能量時，對撞點兩側的一對靜電分離器被關斷，正負電子束流就開始對撞，安放在對撞點附近的北京譜儀開始工作，獲取正負電子對撞產生的信息，北京同步輻射裝置（BSRF）的光束線和實驗站也可以開展各種實驗，BEPC儲存環每隔4-6小時重新注入正負電子束流，重複以上過程。

北京正負電子對撞機（BEPC）是在鄧小平同志和周恩來總理的親切關懷下建設的國家大科學裝置。總投資為2.4億元，由中科院高能物理所負責建造。

1972年8月，張文裕等18位科技工作者給周恩來總理寫信，反映對發展中國高能物理研究的意見和希望。

1972年9月11日，周恩來總理對關於建設中國高能加速器實驗基地報告的複信中指示：“這件事不能再延遲了。科學院必須把基礎科學和理論研究抓起來，同時又要把理論研究與科學實驗結合起來。高能物理研究和高能加速器的預製研究、應該成為科學院要抓的主要項目之一。”

1973年2月，中國科學院高能物理研究所正式成立。

1975年3月，國家計委向國務院提出了《關於高能加速器預製研究和建造問題的報告》（七五三工程）。剛剛復出主持中央工作的小平同志同意了這個報告，並轉送周總理批示。

1977年，鄧小平同志在國家科委、國家計委《關於加快建設高能物理實驗中心的請示報告》（八七工程）上批示：“擬同意”。

1981年1月，國家計委決定停止十三陵“高能物理實驗中心”的籌建工作（即八七工程），對玉泉路高能加速器預製工程提出調整方案。

1981年1月10日，小平同志對聶華桐等14位科學家的信做了批示：“請方毅同志召集一個專家會議進行論證”，討論高能加速器的建造方案。

1981年9月22日-25日，中科院數理學部在北京召開“2.2GeV正負電子對撞機預製研究方案論證會”。會議對高能所提出的注入器、儲存環和探測器的預製研究項目進行了討論，決定開展對撞機工程預製研究。

1981年5月，高能所在徵求國內外專家意見的基礎上提出了建造2×22億電子伏正負電子對撞機的方案，在由國家科委和中國科學院召開的專家論證會上得到原則通過。

1981年12日22日，鄧小平同志在中 國科學院關於建造2.2GeV正負電子對撞機建議報告上批示：“這項工程進行到這個程度不宜中斷，他們所提方案比較切實可行，我贊成加以批准，不再猶慮。”

1982年1月21日，高能所向中科院報送《玉泉路工程調整計劃任務書》，計劃建造一台2×22億電子伏正負電子對撞機。

1982年，高能所完成預製研究方案的初步設計，試製關鍵部件樣機。

1982年6月19日，高能所派出21名科技人員組成的考察組到美國斯坦福直線加速器中心進行設計考察，完成了對撞機工程初步設計第三稿，基本確定加速器的主要參數。

1983年4月25日，國務院批准國家計委《關於審批2×22億電子伏正負電子對撞機建設計劃的請示報告》。同意新建一台能量為2×22億電子伏正負電子對撞機，工程正式立項。

1983年，開始進行重點非標部件的預製研究。

1983年12月15日，中央書記處第103次會議決定將北京正負電子對撞機（BEPC）工程列入國家重點工程建設項目，並成立由中國科學院、國家計委、國家經委、北京市的谷羽、林宗棠、張壽、張百發組成工程領導小組，谷羽任組長（1986年，周光召院長接任工程領導小組組長）。工程領導小組辦公室設在中國科學院。14個部委組成了工程非標準設備協調小組，組織全國上百個科研單位、工廠、高等院校大力協同攻關，土建工程由北京市負責全力保證。

1984年6月25日-7月4日，BEPC擴初設計審查會在京召開。會議通過了技術審查小組對工程的審查報告，並建議國家有關部門批准這項工程的擴初設計。

1984年8月15日，小平同志在對撞機工程領導小組報送中央的簡報上批示“我們的加速器必須保證如期甚至提前完成”。

1984年9月，國務院批准了國家計委”關於審批北京正負電子對撞機（即8312工程）建設任務和規模的報告”（國家計委科[1984]1899號），明確了一機二用”的方針，增加了同步輻射實驗區的建設。批准總投資為2億4千萬元（含引進用匯2500萬美元），總建築面積為54700平方米。工程建設實行經理負責制的投資包干責任制。

1984年10月7日，BEPC破土動工。鄧小平同志與黨和國家領導來到高能所參加奠基典禮，為奠基石鏟了第一杴土，並親切接見了參加工程建設的科技人員和職工代表。鄧小平同志為基石題寫了“中國科學院高能物理研究所北京正負電子對撞機國家實驗室”的題詞。他說：“我相信這件事不會錯”。1985年至1987年6月，BEPC主要部件批量生產，八大非標設備陸續驗收。

1986年5月6日，BEPC工程總體安裝正式開始。谷羽、林宗棠、岳致中等領導及300多位代表出席安裝開工典禮。

1986年6月，BEPC注入器第一批部件進入隧道完成安裝。

1987年6月，BEPC儲存環和北京譜儀開始全面安裝、調試。

1987年12月，BEPC注入器總調成功，電子束流注入到儲存環，並觀測到了同步輻射。電子束能量為1.17GeV，脈衝流強140mA。

1988年7月，正電子注入儲存環並積累。

1988年10月16日，BEPC首次實現正負電子對撞，亮度達到8×1027/㎝2.s。完成了小平同志提出的“我們的加速器必須保證如期甚至提前完成”的目標。

1988年10月20日，《人民日報》報道這一成就，稱“這是我國繼原子彈、氫彈爆炸成功、人造衛星上天之後，在高科技領域又一重大突破性成就”，“它的建成和對撞成功，為我國粒子物理和同步輻射應用開闢了廣闊的前景，揭開了我國高能物理研究的新篇章”。

1988年10月24日，鄧小平等黨和國家領導人視察北京正負電子對撞機工程，表示祝賀，並慰問參加工程建設的代表。鄧小平同志發表了“中國必須在高科技領域佔有一席之地”的重要講話。

1988年12月，BEPC對撞峰值亮度達到設計指標。

1989年4月，北京譜儀推至對撞點上安裝就位，開始總體檢驗，用已獲得的巴巴事例進行刻度。

1989年5月，北京譜儀投入試運行。

1989年7月5日，北京正負電子對撞機和北京譜儀通過技術鑒定。

1989年9月，北京譜儀（BES）開始物理工作。

1989年8月15日，BEPC輻射防護和劑量監測系統通過技術鑒定。

1989年12月8日，北京同步輻射裝置（BSRF）三個前端區、一塊扭擺磁鐵、三條光束線、兩個實驗站通過國家技術鑒定開始投入運行。鑒定委員會由29位專家組成。

1990年7月10日，對BEPC工程總體、土建工程、建安工程、器材設備、財務、檔案等進行國家預驗收。

1990年7月21日，北京正負電子對撞機通過國家驗收。

1991年，同步輻射裝置從調試轉入試運行，並首次向國內用戶開放。

1991年，高能所計算中心網路與美國SLAC實驗室及國家能源超級計算中心（NERSC）連接。

1991年8月13日，北京正負電子對撞機國家實驗室成立，方守賢任主任，丁大釗、鄭志鵬任副主任，何祚庥院士為學術委員會主任。

1992年4月22日，北京譜儀合作組在美國物理學會上報告了τ粒子質量測量結果，獲得國際知名科學家的好評。τ輕子質量mτ精確測量是驗證標準模型理論中輕子普適性的一個重要實驗。1991年11月7日--1992年1月20日，北京譜儀合作組進行了τ輕子質量測量的數據獲取工作，所獲結果：Mt=1776.9±0.4±0.2MeV，與國際1990年版數據表PDG給出的世均值相比，比原實驗數據降低了7.2MeV，糾正了過去約 7MeV偏離，精度提高了8倍，被譽為1992年最重要的物理成果之一。

1993年1月7日，“τ輕子質量的精確測定結果”被評為1992年度全國十大科技成就之一。

1993年3月，高能所計算中心建成64K BPS高速網路，並與世界各高能物理實驗中心相連，用於通訊和數據傳輸。同時，還為國內60餘個研究單位和大學提供電子郵件和信息檢索服務。

1993年5月，中科院批准《北京正負電子對撞機改進項目可行性研究報告》、《北京譜儀改進項目可行性研究報告》。

1994年5月，高能所計算機網路正式加入Internet和WWW。

1995年4月，國家撥專款開展τ-C工廠可行性研究。

1995年，“τ輕子質量的精確測定結果”獲國家自然科學二等獎。

1995-1998年，北京譜儀進行了升級改造（BESII）。

1998年，“J/ψ粒子共振參數的精確測量”獲中國科學院自然科學二等獎。

1999年2月7日，BEPC/BES/BSRF改進項目通過鑒定。BEPC綜合性能大幅度提高，實現了穩定高效運行，年運行時間達到九個半月以上，故障率僅為6%左右，在束流能量1.89GeV時亮度達到1031cm-2s-1，日平均事例數提高了3-4倍，達到了國際同類加速器的先進水平。

1999年6月28日，國務院科教領導小組決定增加對BEPC運行改進與未來發展R&D的經費。

1999年8月3日，BEPC/BES/BSRF通過改進驗收。

1993年6月，開始實施BSRF的技術改造和新建多周期永磁插入件3W1與相應的光束線。

1996年3月，BSRF的3W1永磁插入件通過技術鑒定。

1997年7月，高能所向中科院上報“北京正負電子對撞機下一步發展預製研究項目建議書”，提出對BEPC進行重大改造的單環麻花軌道的改造方案。

1997年，“北京譜儀Ds物理的研究”獲中科院自然科學獎一等獎。

1999年6月，中科院向國家科教領導小組第五次會議提交了“中國高能物理髮展戰略”，彙報了中國高能物理髮展目標和中長期發展規劃和BEPCII方案。國家科教領導小組安排了設備的改進和，並決定增加BEPC年度運行經費。

1999年，北京譜儀在2-5GeV能區的R值精確測量取得重要成果，得到國際高能物理界的高度評價。5GeV以下的R值是標準模型計算不確定性的重要部分，北京譜儀國際合作組充分把握了國際高能物理髮展的最新動態，選定了這一在理論上有全局性重大意義、在實驗上極富挑戰性的課題，精心設計了全能區的實驗方案。此項實驗對加速器和探測器的性能及運行水平，對實驗技術和數據分析方法以及理論模型等都是嚴峻的挑戰。經過可行性研究，國際合作組把測量能區定為2-5GeV，精度目標定在7%左右，該指標對北京正負電子對撞機運行能量和北京譜儀測量精度的要求已經接近極限。為了完成R值精確測量實驗，北京正負電子對撞機發揮了運行以來的最高水平，在如此寬的能量範圍內長時間保持了長束流壽命和高亮度的穩定運行，這在國際高能物理實驗研究中也屬領先水平。北京譜儀在2-5GeV能區的近百個能量點上進行能量掃描測量，並在數據分析中，發展和應用了多項創新方法和理論模型，使測量的系統誤差大大降低，平均測量精度達到6.6%，比國際上原有的實驗結果提高了2-3倍。

2000年5月22-24日，“中國高能物理髮展戰略研討會”在高能所召開。80餘名中外高能物理、加速器技術、高能天體物理等領域的研究人員參加了大會。會議就BEPCⅡ的物理目標、加速器技術及非加速器物理實驗等方面的內容進行了研討。會後，高能所繼續組織精幹力量對BEPCⅡ方案進行深入研究，包括對其物理目標，加速器和探測器改進方案進行具體論證，爭取儘早確定加速器改進的基本方案，在適當的時機召開國際評審會對方案進行評審，早日立項。

2000年7月27日，國務院科教領導小組第七次會議審議並原則通過《關於中國高能物理和先進加速器發展目標的彙報》，同意在北京正負電子對撞機取得成功的基礎上，投入4億元對該裝置進行重大改造。

2000年，“φ（2s）粒子及粲夸克偶素物理的實驗研究”獲中科院自然科學一等獎。此項研究應用北京譜儀採集的380萬ψ（2S）數據樣本，完成了包括hc(1S）、J/ψ (1S）、ψ (2S）、χc0(1P）、χc1(1P）和χc2(1P)6個粲偶素粒子在內的質量、總寬度、部分寬度以及衰變分支比等50餘項重要參數的測量，還進行了hc(2S）及hc(1P）等粒子的尋找。其中21項分支比數據屬國際上首次測量，相當一部分數據具有當前國際最高精度。同時還指出了粒子數據表中涉及數據處理及數據引用的多處重要錯誤，建議和訂正了15項ψ（2S）衰變數據。以上結果使國際粲夸克偶素物理領域的數據面貌得到了明顯改觀。

2001年3月31日午夜，從北京譜儀（BES）控制室傳來振奮人心的捷報：從2000年11月初開始的本輪對撞機運行所獲取的在線J/ψ強子事例達到了2500萬，相當於離線分析強子事例2700萬以上。加上2000年獲取的2400萬，已提前實現了我們向國家科教領導小組承諾的兩年獲取5000萬J/ψ事例的計劃。這樣，BES擁有的J/ψ事例比世界上同能區對撞機上得到J/ψ總數的4倍還要多。

2001年9月3-7日，高能所承辦的代表世界高能物理和核物理計算最高學術水平的國際高能物理計算會議（CHEP2001）在京召開。

2001年，“J/ψ衰變物理的實驗研究”獲中科院自然科學二等獎。

2002年1月15日，“中國粲夸克偶素物理實驗研究獲重大進展”被評為2001年中國基礎研究十大新聞之一。

2002年2月，“φ（2s）粒子及粲夸克偶素物理的實驗研究”獲2001年度國家自然科學獎二等獎。

2002年，國際粒子數據手冊（PDG）將多年不變的R值圖作了重大改動，增加了BES的全部結果，國際粒子物理資料庫收錄了全部R值數據。

2003年7月，北京譜儀國際合作組宣布在質子反質子閾能處發現一個可能的新共振態，再次引起國際、國內高能物理界的廣泛關注。該項研究成果的論文於2003年7月在世界最具權威和最有影響的物理學期刊《物理學評論快報》（Phys. Rev. Lett.）上發表。所謂共振態，是一種壽命極短的、不穩定的粒子，它具有和穩定的強子類似的量子數，但是它可以通過強相互作用衰變，其壽命一般短到10-20s～10-24s。很難在探測器中留下徑跡而直接被探測到，只能通過其衰變產物來觀測。

2003年11月8日，經過4年的努力，總投資5000多萬元的BSRF改造圓滿完成。新建的兩個插入件，以及新建和改建的光束線和實驗站都已投入運行，除一個子項目外，均已通過專家驗收，BSRF的綜合性能全面大幅度提高。

2003年，"2-5GeV能區正負電子對撞強子反應截面的精確測量"研究集體獲中國科學院2003年度傑出科技成就獎，北京市科學技術一等獎。

顧名思義，北京正負電子對撞機重大改造工程(BEPCII)是對北京正負電子對撞機(BEPC)進行重大改造的科學工程，改造的目的是提高性能，增強競爭力，更好地實現其科學目標。

BEPCII 的主要設計指標對撞亮度是 BEPC 的 30100 倍，新建與之相匹配的北京譜儀 BESIII，同時大幅度提高同步輻射的性能。BEPCII 於 2004 年初開始建設，投資人民幣 6.4 億元，計劃五年完成。

2004 年 1月 17 日，人大常委會副委員長、中國科學院院長路甬祥在 BEPCII 工程動員大會上，要求我們“認真組織實施北京正負電子對撞機改造工程，保證按 質 按 時 完 成，實 現 預 定 科 學 目 標” ，並 希 望BEPCII 能夠“成為大科學工程的範例” 。

2004年4月30日早8：00，北京正負電子對撞機正式結束運行，標誌著BEPC/BES勝利結束實驗任務。高能所舉行了慶祝BEPC圓滿完成任務暨BEPCII設備安裝儀式大會。

2004年8月16-24日，高能所成功舉辦了第32屆國際高能物理會（ICHEP2004），來自世界42個國家和地區的近千名代表參加了會議。BES所獲的最新物理成果在大會上報告后，引起了強烈反響，多個大會報告和大會總結報告都給予了高度評價。

2004年，“2-5GeV能區正負電子湮沒產生強子反應截面的精確測量”獲國家自然科學二等獎。“北京同步輻射生物大分子晶體學光束線與實驗站建設及應用”獲北京市科學技術二等獎。

2005年2月28日，北京正負電子對撞機國家實驗室用戶中心正式成立。諾貝爾物理學獎獲得者楊振寧和中科院基礎局局長張傑院士出席儀式並為用戶中心揭牌。

2005年7月4日，北京正負電子對撞機圓滿完成了歷史使命，BEPC儲存環開始拆除。

2006年9月19日，北京正負電子對撞機重大改造工程（BEPCII）中的大型粒子探測器北京譜儀III(BESIII）超導磁鐵成功勵磁到1萬高斯，是地球磁場的2萬倍，電流強度達到3368安培，最大儲能達到1000萬焦耳。測試結果顯示，其主要性能達到設計指標。它的研製成功標誌著中國超導技術的巨大進步，是BEPCII建設的重要里程碑。

BESIII超導磁鐵是北京譜儀的關鍵部件之一，為北京譜儀提供大口徑、高強度的均勻磁場。主要包括超導線圈、低溫恆溫器、冷物質及電磁力懸掛支撐結構和閥箱等，採用國際主流的單層線圈內繞工藝，強迫氦兩相流冷卻技術，通過專門設計的閥箱與氦製冷機相連接，實現遠距離控制。

BESIII超導磁鐵是高能物理研究所研製的中國單體最大的超導磁鐵。研製工作自2003年開始，歷時三年，工程技術人員在解決了大口徑超導磁鐵繞制技術、絕緣固化工藝、間接冷卻技術、專用電流引線等關鍵技術問題后，磁鐵達到穩定運行狀態。中國是繼歐美、日本之後可以進行此種大型探測器超導磁鐵研製的國家。

2008 年7 月 19 日， BEPCII 的加速器與北京譜儀聯合調試對撞成功，觀察到了正負電子對撞產生的物理事例，標誌著 BEPCII 圓滿完成了建設任務。

2009年 7 月 17 日，以國家發展改革委員會副主任張曉強和中國科學院常務副院長白春禮為主任的國家驗收委員會對 BEPCII 工程進行了驗收， “國家驗收委員會認為，BEPCII 工程按指標、按計劃、按預算、高質量地完成了各項建設任務，是我國大科學工程建設的一個成功範例” 。

基於BEPC的科學研究

開展國際前沿的t-粲物理研究，全面更新權威的《粒子物理手冊》中的有關數據，期望在膠球和混雜態尋找以及輕強子譜的研究方面有更深入的了解或有所突破，為檢驗和發展強作用的QCD理論作出重要貢獻

核探測技術和快電子學

完成BESIII的研製和調試，研究其未來改進方案；研製大亞灣實驗的探測器與讀出電子學，研究未來發展的關鍵技術。研發滿足高能物理數據處理需要的跨平台SAN高速網路計算環境，對關鍵技術進行可行性測試。

粒子物理和核物理理論

密切結合BEPC/BES和國際上各大實驗室的最新實驗結果，進一步檢驗和發展標準模型理論，深刻理解標準模型存在的問題並進一步揭示可能存在的超出標準模型的新物理

高亮度正負電子對撞機和相關加速器技術

完成BEPCII直線機加速器和儲存環各系統設備的研製和調試，解決BEPCII實現高亮度的加速器物理問題和關鍵技術難點。為國內大型加速器裝置建設和參與相關國際合作研發關鍵技術。

加速器技術的應用開發及產業化

將醫用加速器、工業輻照加速器、正電子斷層掃描和工業CT等高技術產品規模產業化，部分產品形成品牌。積極開拓國際加速器工程中的技術市場和產品市場

同步輻射及其應用

大幅提升裝置的總體性能，為國家納米科技研究計劃、結構基因組研究計劃、國防建設急需的研究項目，及其它多學科的創新性研究提供高性能的實驗平台

簡述

北京正負電子對撞機的建成和投入運行，為中國粒子物理和同步輻射應用提供了基本研究實驗手段和條件，成為跨部門、跨學科共同享用的實驗研究基地，使中國高能物理研究進入了世界前沿，取得了具有國際水平的諸如實現τ輕子質量精確測量等成果。而且，正負電子對撞機所產生的同步輻射光作為特殊光源，可在生物、醫學、化學、材料等領域開展廣泛的應用研究工作。

重大科技成果

北京正負電子對撞機建成和高效運行，為中國高能物理研究取得舉世矚目的成就，躋身於世界八大高能物理研究中心之一做出了重要貢獻。

在高能物理實驗研究領域，取得了一系列國際領先的研究成果。1992 年，τ輕子質量測量的精確結果糾正了過去τ輕子質量的實驗偏差，並把精度提高了10倍，證實了輕子普適性原理，被國際上評價為當年最重要的高能物理實驗成果之一；1999年，對2-5GeV能區的強子截面進行了測量，將過去世界平均值的精度從15-20% 提高到6.6%，將Higgs質量從61GeV改變到90GeV，解決了標準模型與實驗結果的一個矛盾，得到了國際高能物理界的高度讚揚；2005年，發現的新型粒子X1835開闢了一個國際前沿研究熱點領域，將在多夸克態尋找和研究等方面做出重要貢獻。

作為同步輻射裝置，是目前國內唯一可以提供從硬X射線到真空紫外光的寬波段同步輻射光源，為凝聚態物理、材料科學、生物醫學、軟X光學、微電子及微機械技術等多學科應用研究提供了先進的實驗平台。中國第一條生物大分子晶體學實驗站於2003年建成並正式投入使用，首次獲得了具有重要生物學意義的SARS冠狀病毒蛋白酶大分子結構、菠菜捕光膜蛋白晶體的結構等重要成果。

推動發展與多方面的積極影響

北京正負電子對撞機的建設，不但推動了中國高能物理及相關領域的基礎研究，還有力帶動了中國相關高技術產業的發展，促進了中國計算機、探測技術、醫用加速器、輻照加速器和工業CT等產業的技術進步，產生了巨大的經濟和社會效益。

（一）相關產業發展

對撞機許多關鍵部件採取了世界上獨一無二的方法進行研製生產，使國內相關企業在相關技術領域有了較大提高和突破，帶動了中國機械、電子工業技術的發展。

在磁鐵和微波部件方面，其設計和研發水平已達到國際水平，先後向美國、日本、義大利、韓國出口加速管、能量倍增器、微波系統波導元件等高科技產品，為國家贏得了榮譽；微波和高頻技術的突破為中國電視和廣播事業的發展發揮了積極作用，多項技術用於彩色電視發射機速調管的批量生產；對撞機相關的超高真空技術研究，使中國高技術發展所需的超高真空基礎技術有了較大突破，上海真空泵廠、瀋陽科學儀器研製中心等一批企業，由此具有了生產超高真空系統的能力，向科研單位、航天工業、電子工業等部門提供了優質產品，並有多項產品出口。

（二）其它方面的積極影響

在開展高能物理實驗的國際合作中，實現了國內第一個計算機國際聯網，引進了WWW技術並向全國推廣，對中國網路技術的發展起到了巨大的推動作用。

作為人才培養基地，培養了一大批加速器與探測器領域的高水平專業人才和技術骨幹，在上海光源、散裂中子源和硬X射線自由電子激光前期研究等國家未來發展方向的重大科技基礎設施的建設中已開始發揮重要作用。

主要發展經歷和典型經驗

（一）主要發展經歷

北京正負電子對撞機於1984年10月在中國科學院高能物理所開工建設，1988年10月建成，鄧小平同志親自奠基並參加了落成典禮。作為中國第一台高能加速器，1990年10月投入運行。經過多年的運行和不斷升級改造，北京正負電子對撞機的加速器故障率和運行水平已躋身於國際先進行列，對撞亮度等主要指標在其工作能區居國際領先地位，已成為以高能物理為主、同步輻射兼用，開展高水平多學科研究的科學研究平台。

為進一步提升設施的綜合性能，在世界同類型裝置中繼續保持領先地位，2003年10，國家投資6.4億元啟動了北京正負電子對撞機重大改造工程（BEPCII），工程進展順利，預計2007年完成。改造后對撞亮度和數據獲取率將提高100倍，可進行τ-粲能區的精確測量，探索新的物理現象，預期在相關物理前沿課題將取得多項具有世界領先水平的重大物理成果。

（二）典型經驗

對撞機是一個極為複雜的系統，為滿足高能物理和同步輻射實驗的需求，運行和管理任務繁重。為切實發揮設施的效用，中科院高能物理研究所圍繞北京正負電子對撞機的運行和管理，在優化學科布局、體制機制改革、人才隊伍建設、科研環境建設等方面進行了一系列創新實踐。

首先結合國家重大需求和學科發展前沿，積極部署前瞻性、戰略性、突破性的研究工作，培育新的學科生長點；其次加強學科布局和組織結構的調整，整合資源，開展了深層次的人事管理制度、考核和激勵機制、科研和工程管理機制等一系列體制機制的改革和探索，最大限度地調動和發揮了工作人員的積極性和主觀能動性；同時堅持培養與引進相結合，建立起優秀的、富有活力的科技和管理隊伍；加強國際、國內合作與交流，提高科學研究的整體創新能力；通過設立開放課題、聘請客座研究人員、建立合作研究組和聯合實驗室、合作培養研究生等方式來提高開放度等。

上述工作卓有成效，使北京正負電子對撞機在與國際接軌的科研和管理進程中前進了一大步，為建成世界先進水平的高能物理實驗基地和先進加速器技術發展基地、多學科創新性研究的實驗基地、培養優秀科技人才的基地和促進相關高技術產業發展的基地，為將高能所建成世界一流的研究所打下堅實的基礎。

權威部門認證和評價

基於該裝置完成的研究成果獲得國家自然科學二等獎8項，中國科學院自然科學一等獎3項、二等獎2項、傑出科技成就獎1項，以及中國物理學會吳有訓獎和胡剛復獎。

BEPC是在鄧小平同志親切關懷下建設的國家大科學工程，建成后迅速成為在30億到50億電子伏特能量區域居世界領先地位的對撞機，獲得了大批重要的物理成果，成為國際高能物理界的熱點之一。國際高能物理的發展要求BEPC進一步大幅提高加速器和探測器的性能，實現更加精確的測量，去回答高能物理實驗領域許多重大的問題，探索新的物理現象。

從1999年開始，北京正負電子對撞機未來發展的預先研究已經開始。改造工程最初計劃採用單環方案，使用麻花軌道實現多束團對撞，亮度提高一個數量級左右。但由於受到BEPC豐碩科研成果的吸引，2001年美國康奈爾大學把一台原先在高能量下運行的對撞機轉到BEPC的能區工作（稱為CESRc），主要設計指標對撞亮度與BEPC改進升級的目標相同。但是他們採用短平快的方法，聲稱能在2～3年內達到設計目標。實際上，他們的短平快方法並不成功，CESRc只達到了設計性能的1/5到1/8。

“然而在當時，如果BEPCII不改變方案，大幅度提高效能，我們將失去國際競爭力。”陳和生介紹，面對嚴峻的競爭，為了繼續保持在國際高能物理研究上的優勢，中國科學家接受挑戰，迎難而上，提出了新的改造方案。

採用最先進的雙環交叉對撞技術改造對撞機，設計對撞亮度比原來的對撞機高30～100倍，遠高於康奈爾大學對撞機，使BEPCII將在世界同類型裝置中繼續保持領先地位，成為國際上最先進的雙環對撞機之一。這個方案的驗收指標是將性能提高30倍，難度極大。

這個方案得到了科學界的支持和國家的批准，並在2004年初開工建設，稱為北京正負電子對撞機重大改造工程。研究人員在參考國際先進的雙環方案的基礎上，根據“一機兩用”的設計原則，巧妙地利用外環提供同步輻射光，並將硬X光的強度提高了一個數量級，滿足廣大同步輻射用戶的需求。

BEPCII工程於2004年1月動工，計劃工期5年，改造的主要目標是提高對撞機的性能，使粲物理數據增加兩個數量級。

“我們邊建設邊提供同步輻射光，創國際先例。”陳和生說，儘管工程建設和調束的時間十分緊張，高能所仍堅持以國家需求為己任，考慮到上海同步輻射光源尚未建成，為了保證國內廣大同步輻射用戶研究工作的需要，主動將工程建設分為三個階段：直線加速器改造、儲存環改造和探測器改造，並克服重重困難，在每個階段都插入同步輻射運行，最大限度地減少工程對同步輻射用戶造成的影響，創造了在大型加速器的建設過程中提供同步輻射專用光服務的國際先例。

2009年4月下旬，開始本輪調束前，BEPCII/北京譜儀III進行物理數據採集，僅用不到一個月的時間，就獲得了1億 ψ（2S）衰變事例，是目前世界上最大的在ψ (2S）共振峰上採集的數據樣本，數據質量非常好。而改造前獲取1400萬事例要用三個多月的時間。

“BEPCII挑戰加速器建設和調試的難度極限。”陳和生透露，國際上成功的雙環電子對撞機的周長一般在2公里以上，而北京正負電子對撞機（BEPC）儲存環的周長短，只有240米。隧道原來是給單環設計的，空間狹小。國外成功的雙環對撞機是在80米距離內實現電子對撞再分開，BEPCII的對撞區非常短，必須在28米內實現。

其次，多項先進技術為首次應用。為了繼續保持在τ—粲物理能區的先進性，工程採用大量國際上的頂尖技術，而許多技術、設備是國內從未有過的，而高能物理對撞機的加工精度往往比航天、航空領域的要求還要高。比如，對撞機必須使用多種先進的超導設備，大多為國內從未有過的，並為此建立大型氦低溫系統。其他首次應用的技術還有加速器建造中的橫向反饋系統、超導高頻系統、超導磁鐵、全環軌道慢反饋、束團流強檢測控制，探測器建造中的高解析度晶體量能器、小單元氦基氣體漂移室、大型螺線管超導磁體、阻性板室（RPC）等。

據悉，BEPCII對撞亮度達到驗收指標的消息傳出，世界各大實驗室的加速器專家，如歐洲核子研究中心（CERN）的副所長Steve Myers、大型正負電子對撞機LEP和大型強子對撞機LHC的調束運行負責人CERN的Paul Collier博士、美國布魯克海文實驗室（BNL）的著名加速器專家翁武忠博士、美國斯坦福直線加速器中心（SLAC）的趙午教授等紛紛在第一時間發來郵件表示祝賀。