陈和生

      陈和生,粒子物理学家,福建省福州市人,1946年8月生于武汉市。1964年9月至1970年2月在北京大学技术物理系原子核物理专业学习。1975年4月至1978年8月在武汉市自动化研究所工作;1978年8月至1979年4月在中国科学院高能物理研究所读研究生。1979年4月至1982年8月在德国汉堡德意志电子同步加速器中心(DESY)丁肇中教授领导的MarkJ实验组工作。1982年8月至1984年6月为美国麻省理工学院物理系博士研究生,获得博士学位,1984年6~11月在美国麻省理工学院核科学实验室作博士后。1984年11月回国在高能所作博士后。1986年11月在高能所被聘为副研究员,1992年6月被聘为研究员。1997年1月任高能所副所长,1998年8月至今任高能所所长。2005年11月当选为中国科学院院士(数学物理学部)。 
  陈和生成功主持研制阿尔法磁谱仪(AMS)的关键设备——永磁体和主结构系统。他是AMS实验的发起人之一及其第一阶段探测器(AMS01)的主要设计者之一。AMS01作为第一个在宇宙空间探测带电粒子的大型精密的磁谱仪,永磁体系统是它的核心设备。陈和生提出了永磁体系统的总体方案,使用高性能钕铁硼,采用独特魔环设计,运用高能物理蒙特卡洛模拟方法设计和优化了探测器,它的漏磁和磁二极矩均比美国宇航局的标准低一个数量级。它的主结构采用高精度的超静态双层薄壳结构。陈和生领导电工所、高能所、航天部一院等单位组成的合作组,解决了设计、研制和空间环境模拟试验中的多个重大技术问题,完全满足了美国宇航局对航天飞机搭载的大型载荷的严格安全要求。这是美国航天飞机首次搭载中国研制的大型载荷,又是世界上第一个送入太空的大型磁体。美国宇航局规定对大型载荷要进行三次安全评审。由于陈和生等设计先进,加工工艺精细,并对初样进行了系统的严格的空间环模试验,美国宇航局对陈和生等设计和研制的载荷仅进行两次评审就破例通过,这在美国宇航局的历史上还是首次。该系统作为人类送入宇宙的第一个大型磁体,搭乘发现号航天飞机在1998年6月成功进行了首次飞行,为大型磁体在未来航天飞行中的应用奠定了基础。AMS01首次在空间用大型精密磁谱仪观测带电粒子取得了多项重要发现:赤道上空e+与e-比值为4∶1,地磁刚度切割下的He核主要是3He,第二个质子谱等。此项成果获国家科技进步奖二等奖(2000)和中国科学院科技进步奖一等奖(1999),陈和生均为第一获奖人。AMS飞行成功及使用中国研制的永磁体系统,是1998年两院院士评选的十大国际科技新闻之一。 
  陈和生对制订我国高能物理发展战略、调整高能物理研究所学科发展方向以及北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)作出了重要贡献。从1997年开始,他主持制定高能所的发展战略。首先提出BEPC未来发展的物理窗口应该定位在J/ψ和ψ″能区粲物理的精确测量以及寻找新粒子和新的物理现象。这两个共振峰反应截面高,本底小,衰变产物物理现象丰富,具有独特优势。它还是研究微扰QCD和非微扰QCD及其过渡的关键能区。他提出BEPC最佳的发展方案是以较少的投入对现有加速器和探测器作重大改造,使亮度大幅度提高的BEPCⅡ方案。陈和生把握国际高能物理最新进展,提出加强非加速器物理实验研究,培养新的学科生长点,加强国际合作,并面对国家科技发展的需求,大力建设面向多学科交叉前沿研究的大型研究平台。中国科学院先后向国家科教领导小组提交的《中国高能物理发展战略》和《中国高能物理和先进加速器技术发展目标》均采用这个方案。2000年7月,国家科教领导小组原则同意上述发展战略,并同意实施BEPCⅡ。陈和生组织全所同志共同努力,集思广益,克服重重困难,有效地贯彻和实现上述发展战略,使主要研究领域都进入良好发展时期。BEPC总体综合性能大幅度提高,稳定高效运行,积分亮度成倍提高,达到历史最好水平。圆满完成2~5 GeV R值测量,并获取5800万J/ψ和1400万ψ″事例,比国外数据高一个数量级。同步辐射运行水平显著提高,取得了多项重大物理成果(发现新的共振态X1835,2~5GeV 强子R值的精确测量等),圆满实现了对国家的承诺。粒子天体物理实验、羊八井宇宙线观测和大亚湾反应堆中微子实验等非加速器物理实验研究前沿均取得了很大发展,粒子物理实验的国际合作取得良好进展。 
  陈和生主持BEPCⅡ工程的设计、预研、立项和建设。2001年初根据与美国康乃尔CESRc实验竞争的需要,他果断决策并领导将BEPCⅡ从单环调整为采用水平大交叉角对撞的双环方案,设计亮度达到1033cm-2s-1,比BEPC提高100倍,比主要竞争对象CESRc的设计指标高一个量级,同时对探测器设计相应作了重大调整,保证了BEPCⅡ在未来国际粲物理实验研究的领先地位。BEPCⅡ继续实行“一机两用”,大幅度提高同步辐射运行的性能,用户急需的硬X光强提高一个量级以上。 2003年3 月陈和生任BEPCⅡ 工程经理。2004年1月BEPCⅡ 正式动工建设。直线加速器和储存环的改造已经完成,探测器已经安装完毕,调试进展顺利,直线加速器的性能已经超过设计指标。储存环于2006年11月成功储存束流,并对用户多次提供同步辐射专用光运行。 
  陈和生在正负电子对撞物理国际合作实验研究以及国内数据分析基地的建设中作出了重要贡献。在DESY的正负电子对撞机PETRA上的Μark–J实验组工作期间(1979~1984),他系统地发展簇射计数器刻度方法,大幅度提高位置和能量分辨率,显著提高能流测量精度,为发现三喷注事例和胶子物理研究作出重要贡献。他独立完成了e+e-→e+e-和μ+μ-在12GeV、30GeV和35GeV的反应截面和电荷不对称性的数据分析和物理研究,第一次获得了弱中性流耦合常数gV和gA唯一解。1982~2000年他参加日内瓦欧洲核子研究中心的L3实验国际合作组的工作。他是L3实验的物理目标研究和探测器方案的主要参加者之一,并提出用关键物理过程的分辨率为准则通过蒙特卡罗模拟来优化探测器的设计及读出方案,大大提高强子量能器探测精度,降低造价,提高数据采集效率。他曾担任L3 蒙特卡罗程序组负责人,主持L3 实验蒙特卡罗模拟程序系统发展的关键阶段的工作,并提出了在非均匀介质中簇射的快速模拟方法。他曾担任L3 τ物理分析组组长,主持了7篇重要的物理分析文章、物理研究及文章的撰写。他对在高能所建立L3 数据分析和物理研究基地的建设作出主要贡献,建立了与CERN等同的分析计算环境,培养了国内青年骨干队伍,他对1988年夏在高能所和CERN间建立X.25计算机通讯做了主要贡献,使高能所的计算机成为我国进入国际互联网的首个节点 。 
陈和生在国内外学术刊物发表论文200余篇,出版专著二部。 
  现任中国高能物理学会理事长(2002~),国际未来加速器委员会(ICFA)委员(1999~),联合原子核研究所科学理事会成员(2004~),曾任中国物理学会副理事长(1999~2007)、亚洲未来加速器委员会(ACFA)主席(1999~2002)。担任International Journal of Modern Physics A、Modern Physics Letters A 和《中国科学》的编委。
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