|
DESY從事的研究：從晶體到夸克
晶體對每個人都很熟悉。覆蓋馬路的雪上冰晶體，放入一杯咖啡中的糖晶體...。晶體由無數(shù)按正常晶格排列的原子組成，是利用同步輻射開展研究的“原始材料”。同步輻射是粒子加速器發(fā)射出來的一種特殊的光。當電子在加速器環(huán)中由強磁鐵迫使其在彎曲軌道中運行時，便產(chǎn)生這類輻射，粒子釋放出大量的能量。
同步輻射強聚焦，波長光譜從紅外區(qū)到硬X射線。DESY是世界上最重要的利用X射線光開展實驗的場地之一?？茖W家們利用DORIS和PETRA產(chǎn)生的強輻射，化學家、生物學家、內(nèi)科醫(yī)生和材料研究人員可以仔細檢查極其廣泛的樣品，研究物質(zhì)結構到原子級。為了將來的研究，DESY正在研制亮度最高的光源。
原子絕不是物質(zhì)的最小組成部分，它們由一個原子核和一個殼層電子組成。原子核由質(zhì)子和中子組成，而它們又由夸克組成。這些小的令人難以置信的粒子是物理學家們在HERA上研究的目標。
在6.3公里長的HERA環(huán)里，負電子和正電子被加速到很高的能量。靈敏度非常高體積像樓房那樣大的測量設備觀察這些粒子發(fā)生巨大對撞后發(fā)生了什么情況。“超級電子顯微鏡”HERA是研究比質(zhì)子本身小1000倍的粒子成為可能。從測量中，物理學家們對質(zhì)子的內(nèi)部結構和自然基本力的性質(zhì)得出結論。
HERA新的研究揭示：每個質(zhì)子類似由強力場緊密組合在一起的許多夸克，反夸克和膠子的旋云。根據(jù)我們目前以知的情況，夸克和電子是物質(zhì)的基本組成部分，它們的尺寸僅為原子直徑的億分之一。從2000年秋到2001年中，HERA進行了大量改進，旨在提高質(zhì)子和電子的對撞率，將原有的設計亮度提高4-5倍，以便發(fā)現(xiàn)標準模型以外未有預料到的新的效應。
TESLA項目
國際合作組正在DESY研制和規(guī)劃一個新的加速器工程。該工程稱為TeV能級超導直線加速器（TESLA）。
TESLA不僅為基礎研究而且還為廣泛的學科的應用研究開辟了新的前景。該工程由兩個設施組成：一個是國際合作組開發(fā)的33公里長的直線加速器，它使正負電子發(fā)生對撞；另一個是4公里長驅(qū)動一種新型X射線激光器的電子加速器。這兩個設施的運行前提是TESLA的新超導加速器技術。研究和應用的范圍從材料和生命過程到物質(zhì)結構和大爆炸的形成。
DESY在Zeuthen的分部
DESY Zeuthen自1992年后成為DESY的分部，位于德國布蘭登堡州柏林東南部。其粒子物理研究主要集中在參加HERA的實驗上。例如，研制和建造了探測器的一些精密部件，還參加從HERA上獲取的數(shù)據(jù)的分析。
該分部的科學家還參與TESLA的開發(fā)。另外，他們還參加西歐中心的實驗和測量，與柏林的大學及國外的大學和研究所進行密切合作。該分部還涉及中微子天體物理和并行計算中心兩個項目。與國際合作組一起，分部在運行南極深冰中的AMANDA望遠鏡。
該望遠鏡用來探測宇宙中微子。在分部的“并行計算中心”，運行著一臺大規(guī)模并行的高功率計算機。由于這些計算機的特殊配置，它們非常適合進行理論物理計算。
Zeuthen分部的PITZ光注入器
自2002年1月以來，DESY Zeuthen分部利用光注入器測試設備PITZ運行自己的那臺小的直線加速器，開發(fā)和優(yōu)化激光驅(qū)動高頻電子源，因為兩個TESLA工程都需要它們。TESLA直線對撞機和X射線激光器這兩個裝置需要很高質(zhì)量的電子束流；束流的電子束團必須很短，同時有個極小的發(fā)射度。（發(fā)射度取決于束流的大小和孔徑角度，因此成為確定粒子束流質(zhì)量的度量法；發(fā)射度越低，束流聚焦的可能性越好。）因此，DESY在從事一個大的研制計劃。作為模擬和理論探討的補充，Zeuthen分部的PITZ測試設備被用來詳細研究電子束團產(chǎn)生、加速和形成的過程，故使與漢堡TESLA測試設備目前運行無關的TESLA粒子源的束流質(zhì)量和像運行安全的運行參數(shù)得到優(yōu)化。
DESY在德國經(jīng)濟中的重要性
DESY在經(jīng)濟上不僅對漢堡地區(qū)，而且對周圍的幾個州，乃至全國都有重要意義。這是2000年2 月漢堡大學配給與競爭研究所發(fā)表的“DESY基礎研究在經(jīng)濟上的重要性”的研究結論。研究報告的作者調(diào)查了1997年DESY運行和1984年到1990年建造HERA儲存環(huán)所產(chǎn)生的營業(yè)額、收入、職業(yè)和國庫稅收效應（或從整體上稱為“需求效應”）。
1997年，DESY運行確保了4244份工作，其中DESY以外的工作約占70%。在HERA投資階段，確保了14205份工作。從DESY獲益最大的是服務行業(yè)的供貨商和經(jīng)商者，接著是能源部門、化學、汽車、機械制造和電子學領域。
1977年，DESY 約40%的物資和人頭開支直接以稅的形式流回到州里。
（高能所科研處制作 侯儒成編譯） | 
1959年12月18 日，德國當時的能源部部長Siegfried Balke和漢堡市市長Max Brauer在市政廳就建立德國電子同步加速器(DESY,Deutsches Elektronen Synchrotron的簡稱)簽定了協(xié)定,為在德國建造第一個高能粒子物理加速器奠定了法律基礎。
馬普學會在DESY有三個工作組，歐洲分子生物實驗室在DESY有一個分部。(左圖為漢堡的DESY鳥瞰圖)