簡介
電子對撞機(又稱電子－正電子對撞機)是一個使正負電子產生對撞的設備，它將各種粒子(如質子、電子等)加速到極高的能量，然後使粒子轟擊一固定靶。通過研究高能粒子與靶中粒子碰撞時產生的各種反應研究其反應的性質，發現新粒子、新現象。用加速器的粒子轟擊靜止的靶，就像在一起交通事故中的一輛汽車撞到一輛停在路邊的汽車上，撞車的能量很大一部分要消耗到使停在路邊的汽車向前衝上，碰撞的威力就不夠大。如果使兩輛相向開行的高速汽車對頭相撞，碰撞的威力就大許多倍。基於這種想法，科學家們在70年代初研製成功了對撞機。目前世界上已建成或正在興建的對撞機有10多台。
電子－正電子-內部結構模型圖通過研究高能粒子與靶中粒子碰撞時產生的各種反應研究其反應的性質，發現新粒子、新現象。
用加速器的粒子轟擊靜止的靶，就像在一起交通事故中的一輛汽車撞到一輛停在路邊的汽車上，撞車的能量很大一部分要消耗到使停在路邊的汽車向前衝上，碰撞的威力就不夠大。如果使兩輛相向開行的高速汽車對頭相撞，碰撞的威力就大許多倍。基於這種想法，科學家們在70年代初研製成功了對撞機。目前世界上已建成或正在興建的對撞機有10多台。
工作原理
電子對撞機正負電子在對撞機里相向高速迴旋、對撞，探測對撞產生的“碎片”——次級粒子並加以研究，就能了解物質微觀結構的許多奧秘。雖然我們還不能預言這些研究結果將會有什麼樣的實際套用，但可以相信，微觀奧秘的揭示一定會對人類的生活產生深遠的影響，就象電磁波的發現已成為資訊時代的先導、對原子核的研究導致了核能的廣泛套用那樣。而利用電子在對撞機里偏轉時發生的一種光輻射——同步輻射，又可以把對分子和原子的研究，由靜態的和結構性的開拓到動態的和功能性的。
但是，由於電子迴旋時引起的同步輻射損失，使這種對撞機能量的進一步提高發生了困難，因為同步輻射功率與電子的能量二次方成正比，且與迴旋半徑的平方成反比，為了減少輻射損失，一般高能量的電子對撞機均採用大半徑方案，即採用只有幾千高斯的低磁場來控制電子的運動，即使如此，目前電子對撞機的最高能量仍然受到很大的限制，例如,10GeV的電子在曲率半徑為100m的對撞機中運動時,每圈的輻射損失約為10MeV，如果對撞機中的迴旋電流為1A，要補償這束電子流的輻射損失，就需要平均功率為10MW的高頻功率。假如正電子流也為1A，則總的平均功率為20MW，由此可見，對撞機中高加速頻系統的功率絕大部分是用來補償這一同步輻射損失的。
輻射特性雖然給電子能量的進一步提高帶來了困難，但也有一定的好處，這是因為電子或正電子注入對撞機後，由於電子的輻射損失，使電子截面受到強烈的壓縮，電子很快集中到一個很小的區域中，其餘的空間可以用來容納再一次注入的電子，這樣使積累過程簡化，而且允許採用較低能量的注入器，通常採用直線加速器，也有採用電子同步加速器的。
這種對撞機中所需的正電子是由能量為幾十兆電子伏以上的電子打靶後產生的，為了得到儘可能強的正電子束，往往需要建造一台低能量的強流電子直線加速器。另外產生出來的正電子束尚需再度注入到注入器中，與電子一起加速到必要的能量，再注入到對撞機中去。由於正電子束的強度只及電子束的千分之一到萬分之一，所以需要幾分甚至幾十分鐘的積累，才能達到足夠的強度。
由電子槍產生的電子，和電子打靶產生的正電子，在加速器里加速到15億電子伏特，輸入到儲存環。正負電子在儲存環里，可以22億電子伏即接近光的速度相向運動、迴旋、加速，並以每秒125萬次不間斷地進行對撞。而每秒有價值的對撞只有幾次。有著數萬個數據通道的北京譜儀，猶如幾萬隻眼睛，實時觀測對撞產生的次級粒子，所有數據自行傳輸到計算機中。科學家通過這些數據的處理和分析，進一步認識粒子的性質，從而揭示微觀世界的奧秘。
中國現狀
簡介
北京正負電子對撞機簡稱:BEPC北京正負電子對撞機是世界八大高能加速器中心之一。北京正負電子對撞機（BEPC）是我國第一台高能加速器，是高能物理研究的重大科技基礎設施。由長202米的直線加速器、輸運線、周長240米的圓型加速器（也稱儲存環）、高6米重500噸的北京譜儀和圍繞儲存環的同步輻射實驗裝置等幾部分組成，外型象一隻碩大的羽毛球拍。
北京正負電子對撞機是1984年作為國家重點工程之一確定的中美科技合作項目，總投資為2.4億元，由中科院高能物理所負責建造。工程建築總面積達57500平方米，形似一個巨大的“羽毛球拍”，由電子注入器、儲存環、探測器、核同步輻射區、計算中心等5個部分組成。
科學價值
簡述：北京正負電子對撞機的建成和投入運行，為中國粒子物理和同步輻射套用提供了基本研究實驗手段和條件，成為跨部門、跨學科共同享用的實驗研究基地，使中國高能物理研究進入了世界前沿，取得了具有國際水平的諸如實現τ輕子質量精確測量等成果。而且，正負電子對撞機所產生的同步輻射光作為特殊光源，可在生物、醫學、化學、材料等領域開展廣泛的套用研究工作。
科技成果：北京正負電子對撞機建成和高效運行，為我國高能物理研究取得舉世矚目的成就，躋身於世界八大高能物理研究中心之一做出了重要貢獻。
在高能物理實驗研究領域，取得了一系列國際領先的研究成果。1992年，τ輕子質量測量的精確結果糾正了過去τ輕子質量的實驗偏差，並把精度提高了10倍，證實了輕子普適性原理，被國際上評價為當年最重要的高能物理實驗成果之一；1999年，對2-5GeV能區的強子截面進行了測量，將過去世界平均值的精度從15-20%提高到6.6%，將Higgs質量從61GeV改變到90GeV，解決了標準模型與實驗結果的一個矛盾，得到了國際高能物理界的高度讚揚；2005年，發現的新型粒子X1835開闢了一個國際前沿研究熱點領域，將在多夸克態尋找和研究等方面做出重要貢獻。
作為同步輻射裝置，是目前國內唯一可以提供從硬X射線到真空紫外光的寬波段同步輻射光源，為凝聚態物理、材料科學、生物醫學、軟X光學、微電子及微機械技術等多學科套用研究提供了先進的實驗平台。我國第一條生物大分子晶體學實驗站於2003年建成並正式投入使用，首次獲得了具有重要生物學意義的SARS冠狀病毒蛋白酶大分子結構、菠菜捕光膜蛋白晶體的結構等重要成果。
積極影響：北京正負電子對撞機的建設，不但推動了我國高能物理及相關領域的基礎研究，還有力帶動了我國相關高技術產業的發展，促進了我國計算機、探測技術、醫用加速器、輻照加速器和工業CT等產業的技術進步，產生了巨大的經濟和社會效益。
（一）相關產業發展對撞機許多關鍵部件採取了世界上獨一無二的方法進行研製生產，使國內相關企業在相關技術領域有了較大提高和突破，帶動了我國機械、電子工業技術的發展。
在磁鐵和微波部件方面，其設計和研發水平已達到國際水平，先後向美國、日本、義大利、韓國出口加速管、能量倍增器、微波系統波導元件等高科技產品，為國家贏得了榮譽；微波和高頻技術的突破為我國電視和廣播事業的發展發揮了積極作用，多項技術用於彩色電視發射機速調管的批量生產；對撞機相關的超高真空技術研究，使我國高技術發展所需的超高真空基礎技術有了較大突破，上海真空泵廠、瀋陽科學儀器研製中心等一批企業，由此具有了生產超高真空系統的能力，向科研單位、航天工業、電子工業等部門提供了優質產品，並有多項產品出口。
（二）其它方面的積極影響在開展高能物理實驗的國際合作中，實現了國內第一個計算機國際聯網，引進了WWW技術並向全國推廣，對我國網路技術的發展起到了巨大的推動作用。
作為人才培養基地，培養了一大批加速器與探測器領域的高水平專業人才和技術骨幹，在上海光源、散裂中子源和硬X射線自由電子雷射前期研究等國家未來發展方向的重大科技基礎設施的建設中已開始發揮重要作用。
作用
對撞機又作為同步輻射裝置，在凝聚態物理、材料科學、地球科學、化學化工、環境科學、生物醫學、微電子技術、微機械技術和考古等套用研究領域取得了一大批驕人的成果。利用同步輻射光對高溫超導材料進行的深入研究；對世界上最大尺寸的碳60晶體以及在0.1-0.3微米X射線光刻技術的研究均取得重要突破；在微機械技術方面，製成了直徑僅4毫米超微電機，這種電機將能在醫療、生物和科研等方面有獨特的用途。
北京正負電子對撞機
1988年10月16日凌晨5點56分，我國第一座高能加速器北京正負電子對撞機首次對撞成功。這是我國繼核子彈、氫彈爆炸成功、人造衛星上天之後，在高科技領域又一重大突破性成就。
北京正負電子對撞機是黨中央、國務院決策建設的高科技工程。它包括電子注入器、貯存環、探測器及數據處理中心、同步輻射區等4個主要組成部分，是由數百種、上萬台件高精尖專用設備組成的複雜的系統工程。它的建成和對撞成功，為我國粒子物理和同步輻射套用研究開闢了廣闊的前景，揭開了我國高能物理研究的新篇章。
這項被認為是中國科學技術史上最大的科研工程，是鄧小平同志在1984年10月7日奠基破土動工的。4年來，在黨中央、國務院委託的北京正負電子對撞機工程領導小組卓有成效的組織指揮下，中國科學院高能物理研究所同中央10多個部委及所屬的幾百個工廠、研究所、高等院校近萬名科技人員、工人、幹部、解放軍官兵，發揚自信、自立、自強的精神，充分吸取了世界先進技術，自力更生，艱苦奮鬥，頑強拚搏，克服了重重困難，出色地完成了自行設計、研製、生產、安裝、調試任務，創造了建設速度快、投資省、質量好、水平高的奇蹟。來京參加中美高能合作會議的李政道教授說，北京正負電子對撞機對撞成功，是國際高能物理界的一件大事。僅用4年時間就完成了如此複雜的高技術工程，這樣快的速度在國際上是不多的。它能一次對撞成功，表明對撞機的各種設備、部件的質量、安裝調試的水平在世界上也屬一流。
據中國科學院有關人士說，北京正負電子對撞機今後將建設成為對外開放的國家實驗室，根據它同時具有粒子物理和同步輻射套用研究的特點，它將成為跨部門、跨學科共同享用的實驗研究基地。
目前，高能物理研究所的專家們正在繼續進行調試和進行物理實驗的準備工作，以求不斷提高各種設備的穩定性，使亮度等各項指標儘快達到設計要求，並作出有意義的物理實驗。
