大家都聽說過北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，它建成于上世紀(jì)80年代，堪稱是我國(guó)建國(guó)后第一臺(tái)大科學(xué)裝置了。這臺(tái)被譽(yù)為探索微觀世界的“超級(jí)顯微鏡”的大國(guó)重器，如今再次以硬核突破，助力我國(guó)科學(xué)家在全球τ-粲物理研究領(lǐng)域牢牢占據(jù)領(lǐng)跑位置。

2026年5月7日，中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所發(fā)布重磅消息：北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（BEPCII）在2.35 GeV束流能量下，峰值對(duì)撞亮度達(dá)到1.112×1033 cm?2s?1，峰值亮度與積分亮度較升級(jí)前提升3倍以上，全面達(dá)成升級(jí)工程設(shè)計(jì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)核心性能跨越式升級(jí)。央視新聞等媒體當(dāng)日對(duì)其進(jìn)行了報(bào)道。

北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的成長(zhǎng)史，就是一部中國(guó)高能物理從跟跑到并跑、再到領(lǐng)跑的奮斗史。作為中國(guó)第一臺(tái)高能加速器，它的誕生曾打破歐美對(duì)高能物理前沿領(lǐng)域的長(zhǎng)期壟斷。

上世紀(jì)七八十年代，全球高能物理研究被歐洲核子研究中心與美國(guó)斯坦福直線加速器中心主導(dǎo)，中國(guó)在這一領(lǐng)域幾乎空白。歷經(jīng)艱難論證，該裝置于1984年10月7日正式破土動(dòng)工，后經(jīng)自主攻關(guān)多種建造技術(shù)完成建造；1988年10月16日，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)首次實(shí)現(xiàn)正負(fù)電子對(duì)撞，標(biāo)志著中國(guó)正式邁入世界高能物理俱樂部。

初代北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（BEPC）建成后，迅速在τ輕子質(zhì)量精確測(cè)量、R值測(cè)量等領(lǐng)域取得國(guó)際領(lǐng)先成果，但隨著研究深入，原有性能逐漸難以滿足高精度實(shí)驗(yàn)需求。于是在2004年，我國(guó)啟動(dòng)BEPC重大改造工程（BEPCII），采用國(guó)際先進(jìn)的雙環(huán)交叉對(duì)撞技術(shù)，2009年通過國(guó)家驗(yàn)收，對(duì)撞亮度較初代提升約100倍，同步配套建設(shè)北京譜儀Ⅲ（BESIII），讓中國(guó)成為全球τ-粲能區(qū)物理研究的核心陣地。

改造后的BEPCII實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用，既承擔(dān)粒子物理前沿研究，又作為北京同步輻射裝置（BSRF）的光源核心，為新材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域提供關(guān)鍵支撐，奠定了多學(xué)科交叉研究平臺(tái)的地位。

時(shí)隔十余年，面對(duì)全球高能物理競(jìng)爭(zhēng)加劇與核心技術(shù)封鎖，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)又迎來新一輪關(guān)鍵升級(jí)。本次升級(jí)的核心——對(duì)撞能量和取數(shù)效率升級(jí)工程于2021年7月正式立項(xiàng)，團(tuán)隊(duì)在海外禁售核心設(shè)備的背景下，歷時(shí)三年自主攻克射頻超導(dǎo)模組、組合型超導(dǎo)磁鐵、金屬條型注入沖擊磁鐵等卡脖子技術(shù)，同步完成直線加速器能量升級(jí)，筑牢高性能運(yùn)行硬件基礎(chǔ)。

2024年7-12月，該裝置完成隧道內(nèi)設(shè)備安裝，2025年初進(jìn)入調(diào)試，5月儲(chǔ)存環(huán)投入運(yùn)行，當(dāng)月便啟動(dòng)BESIII取數(shù)與同步輻射實(shí)驗(yàn)，用高效推進(jìn)驗(yàn)證自主創(chuàng)新實(shí)力。

此次升級(jí)最核心的突破，是亮度的跨越式提升。對(duì)撞亮度直接決定粒子碰撞概率與數(shù)據(jù)獲取效率，其亮度提升3倍，意味著原本需要三年才能捕捉的稀有粒子衰變證據(jù)，如今一年即可完成，相當(dāng)于從放大鏡升級(jí)為超算級(jí)逐幀掃描設(shè)備。

在2.35 GeV高束流能區(qū)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高亮度運(yùn)行，填補(bǔ)了此前該能區(qū)的實(shí)驗(yàn)空白，為BESIII打開全新觀測(cè)窗口，讓高精度測(cè)量與新物理現(xiàn)象探索成為可能。

目前，BEPCII在τ-粲能區(qū)的亮度、運(yùn)行穩(wěn)定性與取數(shù)效率，均達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，成為全球該領(lǐng)域獨(dú)一無二的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，而且性能躍升直接轉(zhuǎn)化為科學(xué)產(chǎn)出的爆發(fā)式增長(zhǎng)，可見該裝置對(duì)我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家研究的有力幫助有多大。

而北京譜儀Ⅲ（BESIII）作為對(duì)撞機(jī)的“超級(jí)眼睛”，升級(jí)后將迎來一系列重磅科學(xué)收獲。依托更高精度、更大樣本的數(shù)據(jù)，BESIII有望在多夸克態(tài)粒子、膠球、混雜態(tài)等奇特強(qiáng)子態(tài)研究中取得新發(fā)現(xiàn)，此前已發(fā)現(xiàn)四夸克粒子Zc(3900)、新奇異偶素粒子X(2300)等成果，升級(jí)后將進(jìn)一步完善粒子物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型，探索超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理機(jī)制。

同時(shí)，在τ輕子、粲夸克精細(xì)測(cè)量，正反超子不對(duì)稱參數(shù)、中子電磁結(jié)構(gòu)精確測(cè)量等領(lǐng)域，將持續(xù)刷新世界最高精度，鞏固中國(guó)在該領(lǐng)域的主導(dǎo)權(quán)。

同步輻射應(yīng)用也將迎來新突破，升級(jí)后的光源性能提升，可為材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科提供更優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)條件，助力芯片光刻、特種CT、質(zhì)子治療等關(guān)鍵技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的雙向賦能。

目前，已有來自16個(gè)國(guó)家93家機(jī)構(gòu)的近700名科研人員參與BESIII合作，全球頂尖物理學(xué)家匯聚中國(guó)，形成高能物理研究的“全球磁場(chǎng)”。

面向未來，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的升級(jí)之路仍在繼續(xù)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將持續(xù)優(yōu)化束流品質(zhì)、精細(xì)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)一步提升裝置穩(wěn)定性與綜合性能，深挖潛力向更高亮度邁進(jìn)。

此次升級(jí)積累的超導(dǎo)、精密控制、納米束流診斷等核心技術(shù)，也將為我國(guó)規(guī)劃的環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（CEPC）、超級(jí)陶粲裝置（STCF） 提供關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備，構(gòu)建從BEPCII到下一代大科學(xué)裝置的完整技術(shù)鏈條與研發(fā)梯隊(duì)。

從1988年首次對(duì)撞到2026年亮度提升3倍，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)用三十余年的持續(xù)升級(jí)，書寫了中國(guó)大科學(xué)裝置自主創(chuàng)新的傳奇。它不僅是探索物質(zhì)本源的國(guó)之重器，更是中國(guó)基礎(chǔ)研究走向世界前沿的鮮明標(biāo)志。隨著性能持續(xù)優(yōu)化與實(shí)驗(yàn)深入推進(jìn)，這臺(tái)超級(jí)顯微鏡必將持續(xù)揭開微觀世界的未知奧秘，為人類科學(xué)進(jìn)步貢獻(xiàn)更多中國(guó)智慧與中國(guó)方案。

消息來源：央視新聞5月7日?qǐng)?bào)道《核心性能跨越式升級(jí) 北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)運(yùn)行取得新進(jìn)展》
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