基于加速器的粒子物理是研究物質基本結構和相互作用的最有效途徑,該領域已經產生數十個諾貝爾獎得主。當前正在運行的高能粒子物理加速器有位于日內瓦的歐洲核子研究中心的大型強子對撞機、日本高能物理研究機構的超級B工廠、俄羅斯新西伯利亞核研究所的正負電子對撞機、中國高能物理研究所的北京正負電子對撞機等。
8月25日,我國新一代粒子物理研究利器——超級陶粲裝置關鍵技術攻關項目啟動暨項目戰略發展研討會在位于合肥的中國科學技術大學舉行。近30位院士和來自全國各地的專家學者,國家自然科學基金委員會、安徽省人民政府、合肥市人民政府、中國科學技術大學等領導、有關方面負責人和項目合作單位專家等參加會議。
陶粲物理的主要研究對象是基本粒子中的陶輕子和粲夸克。計劃建造的超級陶粲裝置,將大量產生陶輕子和粲夸克用于實驗研究,是該能區世界上最高對撞亮度。
對強相互作用本質的理解、探索正反物質不對稱性和尋找超出標準模型的新物理是當前粒子物理研究中面臨的核心任務。陶粲能區物理為這些基本科學問題的突破提供了重大機遇。
高亮度、高精度、高本底、高事例率、高數據量是當今處于不同能區加速器裝置物理與技術發展面臨的共同挑戰。項目首席科學家中國科學技術大學趙政國院士介紹:“超級陶粲裝置將攻克這些技術挑戰。在‘十四五’期間將完成項目預研和關鍵技術攻關,就快脈沖磁場技術、快速亮度反饋、對撞點軌道快反饋、徑跡探測器、切倫科夫探測器、晶體量能器、超快-超弱信號讀出電子學、大數據獲取-存儲-傳輸-處理與分析等開展前沿研究。這些核心技術的突破,將填補國內空白或將處于國際先進水平,也將帶動相應高新技術的發展。”
目前已有80多家國內研究單位和來自法國、意大利、俄羅斯、德國、美國等30多所大學或研究機構的科學家參與討論并形成意愿性合作。超級陶粲裝置作為國際獨特的強相互作用研究和電弱精確測量的專用平臺,將成為國際高能物理中心之一,并可在未來20年至30年內保持該能區科學研究的世界領先地位,對基礎科學研究、高新技術創新和復合型創新人才培育等具有重大意義。
據介紹,在近十年先期研究的基礎上,“超級陶粲裝置關鍵技術攻關”項目將獲得安徽省、合肥市和中國科學技術大學4.2億元的聯合資助。