與正負電子對撞機一起過年 叩擊微觀世界大門

在北京西郊地下，占地5.75萬平方米的北京正負電子對撞機(BEPC)正在運行著。202米長的直線加速器通過兩條輸運線連接著周長240.4米的環型加速器，正負電子束會被加速到符合實驗需求的能量，最終抵達最南側的對撞點。

這里在進行的，是物理學最微觀也最前沿的基礎研究。正負電子對撞機是為基礎粒子物理研究而建造的粒子加速器，粒子加速器不僅是進行高能物理、原子核物理、生命科學、材料科學等多種基礎科學研究的重要實驗裝置，而且在工農業生產、醫療衛生、工業輻照、航天等領域，也有著廣泛的應用前景。

2月2日凌晨，在北京正負電子對撞機的中控室里，一字排開的電腦屏幕上不斷有數字跳動，展示著對撞機的運行情況。墻壁上的一排屏幕則分別可以看到不同系統的運行情況。

2時10分，一條原本在屏幕上規律波動的紅線(正電子流強曲線)突然急轉直下，落到了屏幕最下方。值班的工作人員立刻緊張起來，這意味著機器出現了故障。經過排查，工作人員發現加速器真空管道上第二區段兩道真空閥門落了下來，阻斷了從這里通過的正電子束。

幸好，故障沒多久就自動排除，屏幕上，正電子束的曲線恢復了正常。

據中國科學院高能物理研究所加速器中心的研究人員尹頔解釋，有時候，故障可以像這次這樣自主排除，有時就需要技術人員干涉了。

“大裝置里有很多次級系統，比如高頻系統、低溫系統、束測系統、電源系統，等等。大多時候都在穩定運行，偶爾會出現突發故障。每一個系統對對撞機來說都很重要，有時候是單獨出現故障，有時候它們可能比較復雜，這就要依靠我們運行值班人員去判斷。”尹頔對中青報·中青網記者說。

今年過年期間，尹頔也和前兩年一樣，陪著這臺對撞機一起過年。獨自住在員工宿舍的他還記得，每年過年，單位的員工餐里都會有餃子。

身為90后的魏彥茹，老家在河北，已經多年沒能回老家，準備在今年的兩次值班間隙，抽空回去兩天，陪一陪自己70多歲的母親。

“主要是因為故障有突發性，所以需要我們值班人員時刻關注，保持積極的狀態。”尹頔說，“我們就是堅守在科研蜂巢里的‘工蜂’。”

同樣作為一個90后，尹頔有時會用更活潑的方式，向別人解釋自己工作的地方是干什么的：“就是那個在超級英雄電影里讓閃電俠變成‘閃電俠’的地方。”朋友們也跟他開玩笑：“你會不會也變成‘閃電俠’？”

當尹頔看到這些超級英雄電影里實驗裝置出故障的劇情，他的第一反應是“太夸張了”“有BUG”，雖然現實當中沒有出現過這樣嚴重的故障，但是依然會思考如果自己在現場，該怎么處理，怎么排障。“看電影的時候，我更多會去想怎么能盡快恢復電影里這臺機器的運行狀態。甚至會想該如何預防，讓這種故障不要出現。”尹頔說。

作為加速器中心的應急處理“On Call”(待命)人員，尹頔至今記得剛工作時，突然出現一個故障，“有點慌有點怕”，怕自己不知道怎么辦，或者是判斷得不對、不及時。

如今，這個33歲的年輕人已經算得上經驗豐富，他略帶自豪地告訴記者，其實，“我們的故障率，跟全世界的加速器對比下來，不是很高的”。

這臺北京正負電子對撞機，由注入器、輸運線、儲存環、北京譜儀和同步輻射裝置等多部分組成。它于1988年10月首次實現正負電子對撞，在2009年9月完成升級改造并正式投入運行，除用于高能物理實驗外，可作為同步輻射光源提供真空紫外到硬X光，開展凝聚態物理、材料科學、生物和醫學、環境科學、地礦資源，以及微細加工技術方面等交叉學科領域的應用研究，達到“一機兩用”。

“每年都有大量的學術論文，基于這些裝置而產生。”魏彥茹有些自豪地對記者說。

據了解，粒子加速器是一門多專業交叉融合的綜合性學科，它涉及加速器物理和眾多高精尖技術，其中包括微波、功率源、超導、低溫、超高真空、精密機械、束流診斷、電源、磁鐵、電子學、計算機及網絡、自動控制、輻射防護等。

魏彥茹的專業正是物理，她告訴記者，如今這臺正在運行的對撞機，在去年還當了一把“網紅”，出現在了科幻電視劇《三體》中。劇中的物理學家楊冬背后，就是這臺對撞機藍色管道的一部分。

與科幻情節不同的是，現實中的正負電子對撞機并沒有受到外星人的干擾，組成物質的最基本的粒子在這里一次又一次對撞，撞出新的實驗數據。在這里，粒子物理和核物理的發展腳步不斷向前，走向無人探尋過的未知領域。

“物理學就是告訴人們，有些問題是可以得到解答的。然后會發現更多不理解的事情，我們就在探索的路上一直前行。”尹頔說。

這個年輕人仍然記得，自己為什么會走到這條科研之路上來——為了好奇心。

作者：張渺

來源： 中國青年報