γ光子对撞机及相关前沿研究
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摘要: 人类对物质世界的探索从宏观上讲,从地球,太阳系、银河系再到整个宇宙,从微观上讲,从分子、原子、原子核、质子、中子再到各种强子、夸克,甚至希格斯粒子,都在不停地拓展。在粒子物理的进展中,对撞机起着不可替代的至关重要的作用。对撞机是利用两束反向运行的高能粒子束对撞,来获得有效相互作用更强的高能物理实验设备。最早在1943年由挪威科学家Rolf Wideroe提出。随后在1962年,在意大利的弗拉斯卡蒂实验室建成了世界上第一台正负电子对撞机AdA,2×250 MeV。紧接着,美国和苏联也相继建成了CBX和VEP-1。从此之后,人类总共建造了20多台正负电子对撞机,5台质子-质子和重离子对撞机以及一台电子-质子对撞机。由于技术非常复杂,μ子对撞机在世界上仍处于研究阶段。到目前为止,世界上也还没有建造一台伽玛光子对撞机,原因我们后面会讲到。幸运的是,随着超强激光技术飞速发展,现在时机已经逐步成熟,在能区建造一台γ光子对撞机正适其时。