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| 三十公里地下欲建对撞机 | ||||||||||
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| 在约30公里的地下隧道里，计划建造一台超高能量的正负电子对撞机，利用两台大型超导直线加速器，首期目标是将正负电子加速到2500亿电子伏特的能量，质心系能量达到5000亿电子伏特，发生高能量撞击，从而发现新粒子、探寻新物理现象…… 这个名为国际直线对撞机(ILC)的大科学国际合作项目，正在吸引分布在亚洲、欧洲、北美洲等国家的关注。针对这个未来用于高能物理实验最新一代的高能加速器，中国将如何应对并扮演怎样的角色？日前，在香山科学会议第294次学术讨论会上，来自高能物理界的专家、学者一致认为，中国有基础、有实力、有必要加入国际直线对撞机的研制，加快相关关键技术研发，宜早不宜迟。 有望看到人们长期寻找的新粒子 据悉，国际直线对撞机的科学目标是精确测量标准模型希格斯玻色子的性质和寻找超对称理论预言的新粒子。它代表了国际高能物理、加速器物理与技术的主流，其探测器能够对每次对撞事例做高精度测量。 作为目前中国唯一的全球设计团队成员和代表亚洲的阻尼环系统负责人，中科院高能物理所高杰研究员介绍说，国际直线对撞机涉及大量最先进的加速器技术和探测器技术。 目前的标准粒子模型及其相互影响，只能部分解释我们周围正常物质本质。“而在TeV(1012电子伏特)能量对撞机上做实验可能揭示质量的起源并突破标准模型，使粒子物理进入一个新的历史时代。”本次香山会议执行主席之一、中科院院士邝宇平解释说。 技术方案：弃“暖”取“冷” 虽然国际直线对撞机何时建造、建在哪个国家尚未明确，但确定技术路线，是迈向建造全球直线对撞机国际合作的关键的第一步。在长期研究过程中，国际高能物理界逐步形成了“暖”、“冷”两种技术方案，即常温加速结构和低温超导结构。2004年8月国际委员会经过调研，决定未来直线对撞机将采用超导技术，即采用温度为摄氏零下271度的超导加速结构。这一重大决定为国际高能物理界联合进行下一代大型直线对撞机的工作奠定了基础。 “目前，世界上无论已建、在建或筹建的大型粒子加速器均普遍采用了超导加速技术，其应用范围几乎了涵盖整个加速器应用领域。”高杰说。 建设下一代高能加速器必须加强合作 国际高能物理界普遍认为，国际直线对撞机是继“大型强子对撞机(LHC)”之后最主要的国际合作项目。目前，设计和关键技术的预研工作已全面启动，世界各大实验室均处在调整以及重新起步阶段。 谈到该项目的最新进展，本次香山会议执行主席之一、中科院院士陈和生透露，国际未来加速器委员会计划于明年2月在北京会议期间发布国际直线对撞机的参考设计和参考预算。 目前国际各大高能物理实验室和相关大学都在积极参与相关研究，在一些关键技术上也有所突破。在政府层面上，国际上成立了大型对撞机资助委员会，并定期举行会议。 “由于该项目投资巨大，建设周期长，其物理目标又与大型强子对撞机的物理成果密切相关，而国际高能物理研究大国和地区面临的形势各不相同，使得下一阶段的设计和立项工作颇为艰巨和复杂。”陈和生表示，必须建立彼此信任的国际合作机制，加强科学家和工程师的协作攻关。 中国准备好了吗？ 近年来，我国在超导加速技术方面的研究取得了进展。但是，相对美、德、日、法等超导加速技术发达国家，中国在超导加速器的研发与应用方面相对落后。该技术也可能成为我国目前或将来基于先进超导加速技术的大科学项目大型加速器项目实施上的瓶颈。高杰分析，先进超导加速技术是加速器技术学科的战略制高点，中国应顺应世界潮流抓住机遇，通过ILC国际合作这一平台，加快发展我国相关高技术并建立其产业，为未来ILC和中国相关项目的最终建造提供工业基础。超导加速器技术不但涉及关键的超导加速器制造技术、低温工程、超导材料学、铌材料工业化生产等，还涉及大量先进加速器通用技术，通过合作也可使我国在加速器通用技术方面取得发展。 与会专家一致认为，ILC作为继ITER启动之后人类又一超大规模的国际合作科学探索活动,不仅有科学意义,还有重大社会意义。中国作为FALC成员，应利用这一国际组织，在ILC还没有正式立项之前就成为主要参加者之一，进入国际高能物理及加速器物理与技术的主流。 陈和生说，中国下一步应重点在物理理论、加速器和探测器三大领域加强研发，要选择研发的切入点，注重具有先进性、前沿性的工作，而不是过多地承担劳动力密集的工作。同时，也要积极面对国家科技发展需求，与散裂中子源等国家相关项目结合。他认为，“通向国际直线对撞机之路漫长，中国必须走国际合作之路。” 文章出处:科技日报 |
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