> ### 摘要
> 中国大科学装置——强流重离子加速器（HIAF）顺利完成首个物理实验，相关成果已正式发表。该装置位于广东惠州，设计束流强度达2×10¹¹ pps（质子每秒），可加速至铀-238等全离子物种，为核物理前沿研究提供 unprecedented 实验平台。首个实验聚焦于短寿命核素的精确质量测量与衰变性质研究，验证了HIAF束流传输、靶区耦合及探测系统的一体化性能，标志着我国在强流重离子物理领域迈入国际第一梯队。
> ### 关键词
> 重离子加速器；强流装置；首个实验；大科学装置；核物理
## 一、重离子加速器的前世今生
### 1.1 强流重离子加速器的概念设计与建设历程
强流重离子加速器（HIAF）并非一蹴而就的工程奇迹，而是数十年基础研究积淀与国家战略意志凝结的结晶。作为中国大科学装置谱系中的关键一环，其概念设计始于对核物理前沿问题的深刻回应——如何在实验室中复现恒星内部极端环境、探索原子核质量面边界、检验基本相互作用在强束缚体系下的有效性？这一追问，催生了以“强流”为核心指标的系统性构想：束流强度达2×10¹¹ pps（质子每秒），足以支撑高精度稀有核素产额积累；全离子加速能力覆盖从氢到铀-238的完整谱系，为核结构、核天体物理与放射性束物理提供不可替代的工具平台。装置选址广东惠州，既依托区域基础设施支撑，亦体现国家对粤港澳大湾区综合性国家科学中心的战略布局。首个实验的成功完成，不仅是硬件联调与系统集成的胜利，更标志着从图纸走向物理发现的关键跃迁——它不是终点，而是HIAF作为“国之重器”真正开始呼吸、思考与言说的起点。
### 1.2 全球重离子加速器的发展脉络与技术革新
回望全球重离子加速器的发展长河，从美国劳伦斯伯克利实验室的Bevalac，到德国GSI的SIS-18、日本RIKEN的RIBF，每一次跃升都伴随着束流强度、能量精度与反应截面分辨力的协同突破。而HIAF的建成与首个实验成果的发表，正悄然改写这一格局：它并非简单追随既有路径，而是以“强流+高精度+全离子”三位一体的设计哲学，在国际第一梯队中锚定独特坐标。当其他装置仍在提升单点性能时，HIAF已实现束流传输、靶区耦合及探测系统的一体化协同验证——这不仅是技术参数的叠加，更是物理目标驱动下系统工程思维的成熟表达。它的运行，不再仅服务于单一学科分支，而成为连接核物理、粒子物理、材料辐照效应乃至未来核能基础研究的枢纽节点。这一刻，广东惠州的地下隧道里，粒子奔涌如初生星云，无声宣告着一个属于中国自主大科学装置的时代，已然启程。
## 二、首个实验的科学突破
### 2.1 实验原理与方法：重离子碰撞的独特路径
强流重离子加速器（HIAF）的首个实验，并非传统意义上“加速—撞击—探测”的线性流程，而是一场精密如交响乐、严苛如钟表匠的系统协奏。它依托HIAF设计束流强度达2×10¹¹ pps（质子每秒）这一核心能力，将铀-238等全离子物种加速至极高能量后，精准注入特制薄靶，在毫微秒量级内触发高截面、低本底的核反应；同步启用多维度探测阵列，对瞬态生成的短寿命核素实施飞行时间—能量关联测量与高分辨质谱分析。整个过程高度依赖束流传输稳定性、靶区热管理精度及探测系统时间分辨能力的无缝咬合——这正是HIAF区别于过往装置的本质所在：它不单提供更强的“力”，更构建了一条可重复、可标定、可溯源的重离子碰撞新路径。该路径以物理目标为原点反向定义工程边界，使每一次离子奔涌，都成为叩问原子核存在极限的一次庄严发问。
### 2.2 关键发现：核物质新特性的揭示与验证
首个实验聚焦于短寿命核素的精确质量测量与衰变性质研究，其成果已正式发表——这不仅是数据的呈现，更是对核物质在极端缺中子区域行为模式的一次实证锚定。通过HIAF提供的高产额、低能散重离子束，研究团队首次在实验室条件下，对若干远离β稳定线的奇异核素实现了亚微秒级寿命分辨与千电子伏量级质量精度测定，直接验证了HIAF束流传输、靶区耦合及探测系统的一体化性能。这些数据，正悄然填补理论模型中关于核壳层演化、配对涨落及集体激发机制的关键空白；它们无声却坚定地表明：中国大科学装置——强流重离子加速器（HIAF）已真正具备探索核物理最前沿疆域的能力。当广东惠州地下隧道中的粒子再次启程，它们携带的不只是动量与电荷，更是一个国家在基础科学纵深地带刻下的第一道清晰坐标。
## 三、总结
中国大科学装置——强流重离子加速器（HIAF）顺利完成首个物理实验，相关成果已正式发表。该装置位于广东惠州，设计束流强度达2×10¹¹ pps（质子每秒），可加速至铀-238等全离子物种，为核物理前沿研究提供 unprecedented 实验平台。首个实验聚焦于短寿命核素的精确质量测量与衰变性质研究，验证了HIAF束流传输、靶区耦合及探测系统的一体化性能，标志着我国在强流重离子物理领域迈入国际第一梯队。这一突破不仅体现了重大科技基础设施从建设到产出的高效转化，更彰显了我国在基础科学核心能力建设上的系统性进步。
