中国首支P波段大功率连续波速调管完成测试，为后期技术奠定坚实基础

3月12日，从中国科学院高能物理研究所（中科院高能所）获悉，该所备受关注的环形正负电子对撞机（CEPC）项目研发出650兆赫兹（MHz）速调管样管，近日已完成脉冲功率800千瓦（kW）和连续波功率400千瓦测试。

这是中国自主研制的首支P波段（300-1000兆赫兹）大功率连续波速调管，也是推进环形正负电子对撞机关键技术突破不可或缺的一步，并为下一步发展国际领先水平的高效率速调管奠定了坚实基础。

中科院高能所介绍说，此次速调管的研制采用产学研联合模式，由中科院高能所、中科院空天信息创新研究院、昆山国力大功率器件工业技术研究院有限公司合作完成。

在2020年春节后疫情关键时期，项目组人员在做好个人防护的同时，加班加点开展测试工作。2月底和3月上旬，样管的输出功率分别达到连续波400千瓦和脉冲800千瓦，微波转换效率达到62%的国际先进水平，1分贝（dB）带宽大于1.0兆赫兹，增益大于43分贝。

据了解，中国自1964年成功研制出第一支大功率速调管以来，国产速调管取得长足发展，但国内大科学装置中使用的P波段大功率速调管目前依然依赖进口。随着大型环形正负电子对撞机方案的提出，高效率连续波速调管已成为国际前沿热点。中科院高能所此次650兆赫兹速调管样管的研制成功，为未来高效率速调管的研制积累了宝贵经验，打下了坚实基础，对于推进环形正负电子对撞机关键技术实现突破具有重要意义。

环形正负电子对撞机是中国高能物理学家提出建设的下一代大型对撞机方案，旨在通过超高能对撞实验研究希格斯粒子之谜，推动科学家探索认知物质世界根本性质，寻找超出“标准模型”的新物理和未来发展的突破口，围绕该方案所引发的质疑与热议也一直在持续。

从1897年汤姆逊发现了电子，到1932年查德威克发现了中子，人类对于物质的认知不断刷新，质子、中子和电子构成的统一的世界图像，构成了现代的基本粒子概念。而且，在人类不断发现新的基本粒子的同时，也不断出现新的探测手段。不过，其科研投入经费的数目也是令人咋舌。

或许，有人觉得这样的发现并没有什么实质意义。然而，在1939年，哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象，其带来的意义不言而喻。可以说，科学家在实验取得的研究成果，每一项都震撼人心。

正是该方面研究意义重大，中国在这方面，也不甘落后，很早就成立了高能物理研究所。

“高能物理，顾名思义就是通过很高能量的粒子来研究物质的深层次的结构，它相对应的就是说明的你研究的层次更深一点，对应的自然他会有一个‘低能’，所谓低能的话就是层次不那么深，从历史上它其实是个相对的概念。100年前的‘高能’实际上是现在的‘低能’，我们现在所说的‘高能’也许再过一百年也成为‘低能’，所以说认识的层次越来越深入，研究的对象越来越小，能量要求的越来越高。所以从某种程度上，高能物理代表着我们对物质深层次结构认识的最前沿。”

而如今，中国科学院院士王贻芳，便是该所所长，是我国高能物理实验研究的主要学术带头人，而且他凭借“大亚湾中微子实验”对我国粒子物理的贡献，荣获国家自然科学奖一等奖。可以说，他在中国粒子物理的成长与发展上做出了重要贡献。

曾在1990年，27岁的王贻芳就崭露头角，出任“新粒子寻找组”组长，而且在所有L3实验物理分析小组组长中，只有他是一名学生。2012年，王贻芳团队实验测得新的中微子振荡模式，该实验曾入选2012年年末美国《科学》评选的“2012年十大科学进展”。2019年，他还获得第四届未来科学大奖“物质科学奖”，其优秀不言而喻，科研水平也绝不简单。

不过，在科研路上总会出现分歧，尤其是在比较前沿的科研。

近年来，王贻芳院士不遗余力地推进大型对撞机的建设项目，引发了世界科学界的高度关注，他希望借此推动中国高能物理的发展。不过，这也招致了一些科学家的反对。其中，包括了诺贝尔物理学奖获得者杨振宁院士，他就曾明确指出，大型对撞机早已走上末路，“我对建造CEPC的看法没有改变”。

众所周知，杨振宁院士是世界著名物理学家，面对中国在高能物理方面的人才缺乏，加之该项目算是一笔巨额的开支以及未来科研的诸多不确定性，他对于大型对撞机的建设项目存在迟疑并提出反对，必然有其依据。

至此，两位物理界的巨擘对于大型对撞机的建设项目有着完全相反的看法。尤其是美国在1993年下马了都已经开工的超级超导对撞机SSC项目，更是让网友们也争论不休。

中国在高能物理方面是否需要硬件先行？

或许，这并没有一个确定的答案。不过，任何科研的发展都离不开经济的支撑，更何况中国还是发展中国家，也许大型对撞机的建设项目非常重要，但是在该方面顶尖人才匮乏，未必能够达到预期所想，而且中国科研硬件上提升的例子不少，比如：武汉拥有的最先进P4实验室。

到底是否需要建设大型对撞机的建设项目？

其实作为外行，从学术方面很难说得清楚，甚至很难理解。不过，有一点可以肯定，那就是在发展研究高能物理方面应该是不存在问题的，问题是我们还缺乏这方面高尖端的人才，总不能有了硬件，却要依赖国外人才。

更何况，当前，我们国家科研需要突破的领域，不仅仅是高能物理，综合国力的提升，也不仅仅是某一个方面。面对有限的科研经费，需要理性的投入，毕竟蛋糕就这么大，如果某一方面多切了一些，自然会引起其他方面科研投入的弱化。在这样的情况下，或许这也是很对科学家反对的原因之一。

中国极化电子离子对撞机（EicC）白皮书于日前在《核技术》，全面地阐述了中国极化电子离子对撞机的重要物理目标、加速器和探测器的概念设计等内容。EicC建成后，将是世界上第一台运行于海夸克能区、电子束流和离子束流均极化的电子离子对撞机。主要物理目标包括海夸克一维和三维结构的精确测量，原子核结构与性质、奇特强子态和质子质量起源等重大基础科学问题的研究。

基于我国2050年大科学装置发展路线图的规划，近代物理所主导提出，在强流重离子加速器装置（HIAF）的基础上建造EicC。HIAF已于2018年底在广东省惠州市开工建设。自2012年首次提出以来，近物所组织国内外专家反复论证并进行大量预研，在核物理和强子物理领域形成共识。

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