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专家:“希格斯工厂”是我国高能物理发展的最好途径

科普小知识2022-07-25 10:25:05
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10月18日至19日,第572届香山科学大会学术研讨会在北京召开。会议的主题是“高能环正电子对撞机(CEPC)——中国发起的大型国际科学实验”。专家认为,CEPC是我国发展加速器高能物理的最佳途径,并建议国家开始资助CEPC的综合前期研究。

记者在会上了解到,CEPC作为“希格斯工厂”,其正电子-正电子碰撞质心系统的能量为90-240 GeV,可以产生大量干净的希格斯粒子。它的物理目标是研究希格斯粒子的基本性质、精确度和新的测量结果,这将超过欧洲大型强子对撞机(LHC)预计到2035年的结果。同时,CEPC可以作为一个Z玻色子工厂来进一步研究标准模型和探索新的物理。CEPC工厂也是一个多学科综合实验室(同步辐射装置和多学科平台、关键技术和成果转化)。科学家们希望该设施将来能形成一个国际科学城,并发展成为世界科学中心之一。

中国科学院高能物理研究所研究员楼新洲在专题综述中介绍了CEPC的物理目标和科学意义、项目实施、创新和发展潜力。几位一线科学家分别介绍了CEPC的概念设计和初步研究进展,分析了项目的必要性、紧迫性和可行性,并对CEPC项目进行了风险分析。与会的科学家充分讨论了主题的内容。

会议认为,目前,对希格斯粒子的深入研究极其重要和紧迫,是探索超越标准模型的新物理学的最佳窗口。希格斯粒子解释了基本粒子质量起源的深刻问题,并具有许多前所未有的特征。例如,它是唯一自旋为0的基本粒子,参与非标准的相互作用,并且它自己的质量源是未知的。同时,希格斯粒子与自身的相互作用对宇宙的早期演化有着重要的影响,这有望为解释宇宙中反物质损失之谜提供极其有用的线索。

科学家指出,粒子物理学的“标准模型”不是终极理论,一些实验证据和问题不能用“标准模型”来解决。“但这些问题,如真空的亚稳态、基本粒子质量的巨大差异以及希格斯粒子质量的自然性,都与希格斯粒子有关。研究希格斯粒子也可能是深化物理学和解决暗物质问题的关键。”清华大学的韩涛教授说。

目前,CEPC团队在2015年完成初步概念设计后,进入正式概念设计阶段。设计工作注重创新,并考虑先进的设计。例如,为了降低成本,提出并开展了先进的对撞机局部双环研究,尝试了超导高频腔氮涂层技术来提高效率,推动了国产速调管的产业化和大型低温高效制冷机的发展。伴随CEPC的高能γ同步辐射源及其在核物理和材料科学中的应用备受关注。这些成就有望在促进国民经济发展中发挥重要作用。

与会专家还建议,CEPC研究团队应深化加速器、探测器和实验手段等关键技术的设计和前期研究,积累人才和相关技术,为项目论证和*决策做好科技和工程准备。