高能物理研究现状与意义 - 高能物理研究物质最深层次结构 是分子 原子 原子核研究的自然发展与深化 [1] - 早期显微镜最小观测尺度为10米 电子显微镜提升3个量级至10米 加速器目前最小观测尺寸达10米 [1] - 加速器结合探测器构成研究前沿微观世界的关键工具 [2] 粒子物理发展历程 - 古希腊原子论为起点 19世纪建立现代原子论 20世纪初发现原子核结构 20世纪五六十年代发现数百新粒子 [2] - 最终确立夸克和电子 中微子为基本粒子 标准模型获约30项诺贝尔奖 [2] - 标准模型成功描述已知粒子相互作用 但无法解释暗物质 暗能量 物质-反物质不对称性等重大问题 [3] 中国高能物理突破与机遇 - 北京正负电子对撞机及北京谱仪对XYZ粒子研究贡献全球关键数据 [3] - 大亚湾中微子实验展现前沿创新能力 [3] - 中国提出先建环形正负电子对撞机后升级质子对撞的"一道两用"方案 比欧洲核子中心早5年确立相同技术路线 [4] - 设备国产化率达95%以上 实现多项概念与技术全球引领 [4] 加速器技术应用与产业影响 - 对撞机技术催生同步辐射光源和自由电子激光等应用 [4] - 同步辐射及散裂中子源成为材料结构与性能研究利器 [4] - 辐照效应直接影响芯片 手机终端 锂电池 先进制造 医药等高技术产业研究 [4] 科学领先与技术主导关系 - 科学领先是技术主导的前提 缺乏源头创新将导致核心技术受制于人 [5] - 必须承担前沿探索风险才能掌控科技创新全链条 [5] - 粒子物理是人类文明标志性成就 中国正从一席之地迈向全面领先 [5]

高能物理研究现状 - 高能物理研究物质最深层次结构 是分子 原子 原子核研究的自然发展与深化[1] - 目前可观测到的最小尺寸为约10米 通过加速器提高能量减小波长实现[2] - 标准模型描述基本粒子间相互作用与转化 共获得约30个诺贝尔科学奖[3] 粒子物理发展挑战与机遇 - 标准模型无法解释暗物质 暗能量及物质-反物质不对称性等重大科学问题[4] - 实验发现中微子有质量等与标准模型不符现象[4] - 中国在高能物理领域取得多项突破 包括北京正负电子对撞机对大亚湾中微子实验[4] 未来研究方向 - 需要突破现有框架探索新的物理规律[4] - 在太空 地下 加速器或中微子设施中寻找暗物质 反物质 中微子等新物理现象[4] - 加速器是解决上述问题的最主要手段[5] 中国高能物理技术路线 - 2012年确定最佳技术路线：先建设环形正负电子对撞机 后升级质子对撞实现隧道资源高效复用[5] - 设备国产化率达95%以上 在许多概念和技术上实现全球引领[5] - 对撞机技术催生同步辐射光源和自由电子激光等关键技术[5] 科技创新全链条 - 科学领先是技术主导的前提 否则核心技术将受制于人[6] - 必须勇于承担前沿探索风险才能打通并掌控科技创新全链条[6] - 粒子物理是人类文明标志性成就 中国正从一席之地走向全面领先[7]

高压下氢的金属化研究 - 中国科学家在212-245GPa高压下首次观察到固体氢的复杂排列形貌，这是迄今最精细的固体氢结构发现 [3] - 氢在高压下经历气态→液态→固态的相变过程：5.5GPa时形成固态，190GPa时出现蜂窝状原子与分子交叠结构 [3] - 研究团队通过金刚石对顶砧技术实现数百GPa压力，配合同步辐射光源拍摄原子排列，突破200GPa探测极限 [5][7][8] 金属氢的科学价值 - 金属氢可能具备室温超导特性，将彻底改变电力传输、量子计算和核聚变技术格局 [9] - 该材料兼具超导与超流体特性，可能颠覆现有凝聚态物理理论体系 [10] - 木星/土星内部存在金属氢海洋，研究可验证行星物理模型并解答宇宙演化问题 [10] 技术突破路径 - 团队创新性结合X射线纳米探针与分子动力学计算，将氢结构测量精度提升至250GPa [8] - 2019年突破250GPa测量极限后，经过6年优化成功捕获氢结构转变的关键证据 [8] - 同步辐射光源产生的万亿倍太阳亮度X光，是观测原子级排列的核心技术支撑 [8]