电视剧《三体》中出现的硬核科学装置，是它！

在科幻电视剧《三体》中，“三体人”通过自己的科技影响了地球上粒子加速器的运行，最终使得实验的结果变得毫无规律可言，电视剧中出现的粒子加速器就是我国第一个大科学装置——北京正负电子对撞机（BEPC）。

对撞机装置长啥样？它能帮我们做些什么？这样一台大型机器又“撞出”了怎样的科研火花？

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中国科学院高能物理研究所院，是电视剧《三体》的取景地之一，北京正负电子对撞机便放置于其西侧的一栋建筑地下，占地57500平方米。

中国科学院院士、北京正负电子对撞机国家实验室主任陈和生介绍，北京正负电子对撞机的工作原理就是正负电子加速后实现对撞。

陈和生：它要产生15亿到20亿电子伏特的电子和正电子，然后到对撞点进行对撞。我们有一个大型的探测器叫北京谱仪，把这个对撞点包起来，产生的所有粒子，我都记录下来，就能够知道对撞的物理过程产生了怎样的科学现象。

△中国科学院院士、北京正负电子对撞机国家实验室主任陈和生

这座大科学装置由长202米的直线加速器、输运线、周长240米的圆形加速器（也称储存环）、高6米重500吨的北京谱仪和围绕储存环的同步辐射实验装置等几部分组成。鸟瞰这座装置，外形像一支硕大的羽毛球拍。

陈和生：首先用直线加速器产生电子，然后打靶产生正电子。要把它的能量加速到20亿电子伏特，需要200米的长度，它是由一根根加速管加速的。“球拍”就是一个周长240米的储存环，正负电子各一个环，到对撞点进行对撞。

北京谱仪是核心部件，也是获取正负电子对撞产生信息的地方。中国科学院高能物理研究所研究员王铮介绍，北京谱仪就像相机的快门，能精准探测正负电子对撞后得到的粒子。

加速器曾被形象地誉为“原子击碎机”，是物理学家了解微观物质组成和运动规律的工具，到现在已经为人类服务了近百年。

陈和生表示，北京正负电子对撞机研究构成物质的最小单元其相互作用的规律，“按照物理学最新的发展的认为，构成宇宙物质结构的最小单元，一类是比质子和中子还要小一个层次的夸克，还有一类是电子，宇宙线的缪子，还有各种各样的中微子。研究范围包括不同能量区域，30亿到40亿电子伏特的范围就是我们BEPC研究的领域。”

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作为我国第一个大科学装置，北京正负电子对撞机凝聚了几代人的心血。

1984年10月7日，北京正负电子对撞机终于破土动工。起初并非每个人都那么笃定，有人打了个比方：“以当时中国的薄弱基础，要想建成正负电子对撞机就好比站在铁路月台上，想跳上一辆飞驰而来的特快列车，如果跳上了就飞驰向前，如果没有抓住，就会摔下来粉身碎骨！”

历时四年，我国科学家逐个攻破技术难题，依靠自己的力量终于将北京正负电子对撞机建成。

△北京正负电子对撞机鸟瞰图

对撞机的成功轰动一时，1990年，经过一年多的调试，对撞机正式运行，成为中国高能物理研究的“宝地”，一批在国际高能物理界有影响的重要成果随之诞生。

1992年，北京正负电子对撞机使陶轻子的质量测量精度提高了将近一个数量级，让我国在此领域占据领先地位至今，一些在国内外引起轰动的物理新知都是依托该装置取得的成果。

值得一提的是，这台机器还能“一机两用”。“球拍”的切线方向安装了同步辐射装置，实验室能开展同步辐射相关的实验，揭秘SARS病毒主蛋白酶结构、寻找SARS病毒克星、在分子水平上揭示砒霜治疗白血病机理的研究等都是通过同步辐射装置完成的。

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尽管已经36岁，经过几次改造后的对撞机仍然是领域内的一流装置。

陈和生：我们最近有一个非常重要的发现——胶子球。胶子球是粒子物理基本理论所预言的一个关键粒子，过去一直找不着，几个月前，综合各方面的实验结果，我们认为已经找到了这个粒子的候选对象，这是粒子物理方面的一项重大突破。

当前，科学家们正在对其加速器部分进行改造，它在高能量区段的亮度将再提高三倍，预计可以运行到2030年左右。

陈和生无数次地被问：研究正负电子对撞到底是有什么用的？

他回答：“今天的科学是明天的技术，它会和世界上其他的粒子物理研究一起，为我们认识宇宙的微观结构向前迈进一大步作出重要贡献。”

责任编辑：康心怡