3月12日，從中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所（中科院高能所）獲悉，該所備受關(guān)注的環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（CEPC）項(xiàng)目研發(fā)出650兆赫茲（MHz）速調(diào)管樣管，近日已完成脈沖功率800千瓦（kW）和連續(xù)波功率400千瓦測(cè)試。

這是中國(guó)自主研制的首支P波段（300-1000兆赫茲）大功率連續(xù)波速調(diào)管，也是推進(jìn)環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)關(guān)鍵技術(shù)突破不可或缺的一步，并為下一步發(fā)展國(guó)際領(lǐng)先水平的高效率速調(diào)管奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

中科院高能所介紹說，此次速調(diào)管的研制采用產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合模式，由中科院高能所、中科院空天信息創(chuàng)新研究院、昆山國(guó)力大功率器件工業(yè)技術(shù)研究院有限公司合作完成。

在2020年春節(jié)后疫情關(guān)鍵時(shí)期，項(xiàng)目組人員在做好個(gè)人防護(hù)的同時(shí)，加班加點(diǎn)開展測(cè)試工作。2月底和3月上旬，樣管的輸出功率分別達(dá)到連續(xù)波400千瓦和脈沖800千瓦，微波轉(zhuǎn)換效率達(dá)到62%的國(guó)際先進(jìn)水平，1分貝（dB）帶寬大于1.0兆赫茲，增益大于43分貝。

據(jù)了解，中國(guó)自1964年成功研制出第一支大功率速調(diào)管以來，國(guó)產(chǎn)速調(diào)管取得長(zhǎng)足發(fā)展，但國(guó)內(nèi)大科學(xué)裝置中使用的P波段大功率速調(diào)管目前依然依賴進(jìn)口。隨著大型環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)方案的提出，高效率連續(xù)波速調(diào)管已成為國(guó)際前沿?zé)狳c(diǎn)。中科院高能所此次650兆赫茲速調(diào)管樣管的研制成功，為未來高效率速調(diào)管的研制積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，對(duì)于推進(jìn)環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破具有重要意義。

環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是中國(guó)高能物理學(xué)家提出建設(shè)的下一代大型對(duì)撞機(jī)方案，旨在通過超高能對(duì)撞實(shí)驗(yàn)研究希格斯粒子之謎，推動(dòng)科學(xué)家探索認(rèn)知物質(zhì)世界根本性質(zhì)，尋找超出“標(biāo)準(zhǔn)模型”的新物理和未來發(fā)展的突破口，圍繞該方案所引發(fā)的質(zhì)疑與熱議也一直在持續(xù)。

從1897年湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，到1932年查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，人類對(duì)于物質(zhì)的認(rèn)知不斷刷新，質(zhì)子、中子和電子構(gòu)成的統(tǒng)一的世界圖像，構(gòu)成了現(xiàn)代的基本粒子概念。而且，在人類不斷發(fā)現(xiàn)新的基本粒子的同時(shí)，也不斷出現(xiàn)新的探測(cè)手段。不過，其科研投入經(jīng)費(fèi)的數(shù)目也是令人咋舌。

或許，有人覺得這樣的發(fā)現(xiàn)并沒有什么實(shí)質(zhì)意義。然而，在1939年，哈恩和斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)了核裂變現(xiàn)象，其帶來的意義不言而喻?？梢哉f，科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)取得的研究成果，每一項(xiàng)都震撼人心。

正是該方面研究意義重大，中國(guó)在這方面，也不甘落后，很早就成立了高能物理研究所。

“高能物理，顧名思義就是通過很高能量的粒子來研究物質(zhì)的深層次的結(jié)構(gòu)，它相對(duì)應(yīng)的就是說明的你研究的層次更深一點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的自然他會(huì)有一個(gè)‘低能’，所謂低能的話就是層次不那么深，從歷史上它其實(shí)是個(gè)相對(duì)的概念。100年前的‘高能’實(shí)際上是現(xiàn)在的‘低能’，我們現(xiàn)在所說的‘高能’也許再過一百年也成為‘低能’，所以說認(rèn)識(shí)的層次越來越深入，研究的對(duì)象越來越小，能量要求的越來越高。所以從某種程度上，高能物理代表著我們對(duì)物質(zhì)深層次結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的最前沿?！?/p>

而如今，中國(guó)科學(xué)院院士王貽芳，便是該所所長(zhǎng)，是我國(guó)高能物理實(shí)驗(yàn)研究的主要學(xué)術(shù)帶頭人，而且他憑借“大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)”對(duì)我國(guó)粒子物理的貢獻(xiàn)，榮獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。可以說，他在中國(guó)粒子物理的成長(zhǎng)與發(fā)展上做出了重要貢獻(xiàn)。

曾在1990年，27歲的王貽芳就嶄露頭角，出任“新粒子尋找組”組長(zhǎng)，而且在所有L3實(shí)驗(yàn)物理分析小組組長(zhǎng)中，只有他是一名學(xué)生。2012年，王貽芳團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得新的中微子振蕩模式，該實(shí)驗(yàn)曾入選2012年年末美國(guó)《科學(xué)》評(píng)選的“2012年十大科學(xué)進(jìn)展”。2019年，他還獲得第四屆未來科學(xué)大獎(jiǎng)“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”，其優(yōu)秀不言而喻，科研水平也絕不簡(jiǎn)單。

不過，在科研路上總會(huì)出現(xiàn)分歧，尤其是在比較前沿的科研。

近年來，王貽芳院士不遺余力地推進(jìn)大型對(duì)撞機(jī)的建設(shè)項(xiàng)目，引發(fā)了世界科學(xué)界的高度關(guān)注，他希望借此推動(dòng)中國(guó)高能物理的發(fā)展。不過，這也招致了一些科學(xué)家的反對(duì)。其中，包括了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者楊振寧院士，他就曾明確指出，大型對(duì)撞機(jī)早已走上末路，“我對(duì)建造CEPC的看法沒有改變”。

眾所周知，楊振寧院士是世界著名物理學(xué)家，面對(duì)中國(guó)在高能物理方面的人才缺乏，加之該項(xiàng)目算是一筆巨額的開支以及未來科研的諸多不確定性，他對(duì)于大型對(duì)撞機(jī)的建設(shè)項(xiàng)目存在遲疑并提出反對(duì)，必然有其依據(jù)。

至此，兩位物理界的巨擘對(duì)于大型對(duì)撞機(jī)的建設(shè)項(xiàng)目有著完全相反的看法。尤其是美國(guó)在1993年下馬了都已經(jīng)開工的超級(jí)超導(dǎo)對(duì)撞機(jī)SSC項(xiàng)目，更是讓網(wǎng)友們也爭(zhēng)論不休。

中國(guó)在高能物理方面是否需要硬件先行？

或許，這并沒有一個(gè)確定的答案。不過，任何科研的發(fā)展都離不開經(jīng)濟(jì)的支撐，更何況中國(guó)還是發(fā)展中國(guó)家，也許大型對(duì)撞機(jī)的建設(shè)項(xiàng)目非常重要，但是在該方面頂尖人才匱乏，未必能夠達(dá)到預(yù)期所想，而且中國(guó)科研硬件上提升的例子不少，比如：武漢擁有的最先進(jìn)P4實(shí)驗(yàn)室。

到底是否需要建設(shè)大型對(duì)撞機(jī)的建設(shè)項(xiàng)目？

其實(shí)作為外行，從學(xué)術(shù)方面很難說得清楚，甚至很難理解。不過，有一點(diǎn)可以肯定，那就是在發(fā)展研究高能物理方面應(yīng)該是不存在問題的，問題是我們還缺乏這方面高尖端的人才，總不能有了硬件，卻要依賴國(guó)外人才。

更何況，當(dāng)前，我們國(guó)家科研需要突破的領(lǐng)域，不僅僅是高能物理，綜合國(guó)力的提升，也不僅僅是某一個(gè)方面。面對(duì)有限的科研經(jīng)費(fèi)，需要理性的投入，畢竟蛋糕就這么大，如果某一方面多切了一些，自然會(huì)引起其他方面科研投入的弱化。在這樣的情況下，或許這也是很對(duì)科學(xué)家反對(duì)的原因之一。

中國(guó)極化電子離子對(duì)撞機(jī)（EicC）白皮書于日前在《核技術(shù)》，全面地闡述了中國(guó)極化電子離子對(duì)撞機(jī)的重要物理目標(biāo)、加速器和探測(cè)器的概念設(shè)計(jì)等內(nèi)容。EicC建成后，將是世界上第一臺(tái)運(yùn)行于?？淇四軈^(qū)、電子束流和離子束流均極化的電子離子對(duì)撞機(jī)。主要物理目標(biāo)包括?？淇艘痪S和三維結(jié)構(gòu)的精確測(cè)量，原子核結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、奇特強(qiáng)子態(tài)和質(zhì)子質(zhì)量起源等重大基礎(chǔ)科學(xué)問題的研究。

基于我國(guó)2050年大科學(xué)裝置發(fā)展路線圖的規(guī)劃，近代物理所主導(dǎo)提出，在強(qiáng)流重離子加速器裝置（HIAF）的基礎(chǔ)上建造EicC。HIAF已于2018年底在廣東省惠州市開工建設(shè)。自2012年首次提出以來，近物所組織國(guó)內(nèi)外專家反復(fù)論證并進(jìn)行大量預(yù)研，在核物理和強(qiáng)子物理領(lǐng)域形成共識(shí)。

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