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DESY從事的研究：從晶體到夸克
晶體對(duì)每個(gè)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(wú)數(shù)按正常晶格排列的原子組成，是利用同步輻射開(kāi)展研究的“原始材料”。同步輻射是粒子加速器發(fā)射出來(lái)的一種特殊的光。當(dāng)電子在加速器環(huán)中由強(qiáng)磁鐵迫使其在彎曲軌道中運(yùn)行時(shí)，便產(chǎn)生這類(lèi)輻射，粒子釋放出大量的能量。
同步輻射強(qiáng)聚焦，波長(zhǎng)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(kāi)展實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)地之一?？茖W(xué)家們利用DORIS和PETRA產(chǎn)生的強(qiáng)輻射，化學(xué)家、生物學(xué)家、內(nèi)科醫(yī)生和材料研究人員可以仔細(xì)檢查極其廣泛的樣品，研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)到原子級(jí)。為了將來(lái)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(gè)原子核和一個(gè)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(xué)家們?cè)贖ERA上研究的目標(biāo)。
在6.3公里長(zhǎng)的HERA環(huán)里，負(fù)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(cè)量設(shè)備觀察這些粒子發(fā)生巨大對(duì)撞后發(fā)生了什么情況?！俺?jí)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(cè)量中，物理學(xué)家們對(duì)質(zhì)子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和自然基本力的性質(zhì)得出結(jié)論。
HERA新的研究揭示：每個(gè)質(zhì)子類(lèi)似由強(qiáng)力場(chǎng)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(jìn)行了大量改進(jìn)，旨在提高質(zhì)子和電子的對(duì)撞率，將原有的設(shè)計(jì)亮度提高4-5倍，以便發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模型以外未有預(yù)料到的新的效應(yīng)。
TESLA項(xiàng)目
國(guó)際合作組正在DESY研制和規(guī)劃一個(gè)新的加速器工程。該工程稱(chēng)為T(mén)eV能級(jí)超導(dǎo)直線加速器（TESLA）。
TESLA不僅為基礎(chǔ)研究而且還為廣泛的學(xué)科的應(yīng)用研究開(kāi)辟了新的前景。該工程由兩個(gè)設(shè)施組成：一個(gè)是國(guó)際合作組開(kāi)發(fā)的33公里長(zhǎng)的直線加速器，它使正負(fù)電子發(fā)生對(duì)撞；另一個(gè)是4公里長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)一種新型X射線激光器的電子加速器。這兩個(gè)設(shè)施的運(yùn)行前提是TESLA的新超導(dǎo)加速器技術(shù)。研究和應(yīng)用的范圍從材料和生命過(guò)程到物質(zhì)結(jié)構(gòu)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(guó)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(shí)驗(yàn)上。例如，研制和建造了探測(cè)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(xué)家還參與TESLA的開(kāi)發(fā)。另外，他們還參加西歐中心的實(shí)驗(yàn)和測(cè)量，與柏林的大學(xué)及國(guó)外的大學(xué)和研究所進(jìn)行密切合作。該分部還涉及中微子天體物理和并行計(jì)算中心兩個(gè)項(xiàng)目。與國(guó)際合作組一起，分部在運(yùn)行南極深冰中的AMANDA望遠(yuǎn)鏡。
該望遠(yuǎn)鏡用來(lái)探測(cè)宇宙中微子。在分部的“并行計(jì)算中心”，運(yùn)行著一臺(tái)大規(guī)模并行的高功率計(jì)算機(jī)。由于這些計(jì)算機(jī)的特殊配置，它們非常適合進(jìn)行理論物理計(jì)算。
Zeuthen分部的PITZ光注入器
自2002年1月以來(lái)，DESY Zeuthen分部利用光注入器測(cè)試設(shè)備PITZ運(yùn)行自己的那臺(tái)小的直線加速器，開(kāi)發(fā)和優(yōu)化激光驅(qū)動(dòng)高頻電子源，因?yàn)閮蓚€(gè)TESLA工程都需要它們。TESLA直線對(duì)撞機(jī)和X射線激光器這兩個(gè)裝置需要很高質(zhì)量的電子束流；束流的電子束團(tuán)必須很短，同時(shí)有個(gè)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(gè)大的研制計(jì)劃。作為模擬和理論探討的補(bǔ)充，Zeuthen分部的PITZ測(cè)試設(shè)備被用來(lái)詳細(xì)研究電子束團(tuán)產(chǎn)生、加速和形成的過(guò)程，故使與漢堡TESLA測(cè)試設(shè)備目前運(yùn)行無(wú)關(guān)的TESLA粒子源的束流質(zhì)量和像運(yùn)行安全的運(yùn)行參數(shù)得到優(yōu)化。
DESY在德國(guó)經(jīng)濟(jì)中的重要性
DESY在經(jīng)濟(jì)上不僅對(duì)漢堡地區(qū)，而且對(duì)周?chē)膸讉€(gè)州，乃至全國(guó)都有重要意義。這是2000年2 月漢堡大學(xué)配給與競(jìng)爭(zhēng)研究所發(fā)表的“DESY基礎(chǔ)研究在經(jīng)濟(jì)上的重要性”的研究結(jié)論。研究報(bào)告的作者調(diào)查了1997年DESY運(yùn)行和1984年到1990年建造HERA儲(chǔ)存環(huán)所產(chǎn)生的營(yíng)業(yè)額、收入、職業(yè)和國(guó)庫(kù)稅收效應(yīng)（或從整體上稱(chēng)為“需求效應(yīng)”）。
1997年，DESY運(yùn)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(wù)行業(yè)的供貨商和經(jīng)商者，接著是能源部門(mén)、化學(xué)、汽車(chē)、機(jī)械制造和電子學(xué)領(lǐng)域。
1977年，DESY 約40%的物資和人頭開(kāi)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(guó)當(dāng)時(shí)的能源部部長(zhǎng)Siegfried Balke和漢堡市市長(zhǎng)Max Brauer在市政廳就建立德國(guó)電子同步加速器(DESY,Deutsches Elektronen Synchrotron的簡(jiǎn)稱(chēng))簽定了協(xié)定,為在德國(guó)建造第一個(gè)高能粒子物理加速器奠定了法律基礎(chǔ)。
馬普學(xué)會(huì)在DESY有三個(gè)工作組，歐洲分子生物實(shí)驗(yàn)室在DESY有一個(gè)分部。(左圖為漢堡的DESY鳥(niǎo)瞰圖)