环形正负电子对撞机:物理、技术以及现状( 十 )

CEPC项目团队计划以《概念设计报告》为基础完成关键技术预研 , 计划于2018年至2022年间建成一系列关键部件原型机 , 验证技术和大规模工业加工的可行性 。 按照目前的进度安排 , CEPC将在5年左右的时间内完成《技术设计报告》 , 这将是CEPC项目的最终蓝图 , 《技术设计报告》的完成意味着CEPC项目的建设即可启动 。 一旦获批 , 项目的建设需要7—10年左右的时间 , 因此 , 在乐观的情况下 , 我们将在2030年左右获得来自CEPC的第一批实验数据[11] 。

4CEPC对高精尖技术的依赖和推动

在人类目前已经建立的正负电子对撞机中 , 大型正负电子对撞机(LEP)是在质心能量和对撞机尺度上最接近CEPC的 。 LEP是LHC的前身 , 它于1989年至2000年运行在位于日内瓦的欧洲核子中心 。 LEP上产生了数以千万计的Z粒子和大量W粒子 , 对标准模型中的电弱可观测量进行了非常精确的测量 。 2001年 , LEP开始进行到LHC的升级 , 后者于2009年开始对撞 , 并在2012年宣布了Higgs粒子的发现 。

CEPC的主环周长比LEP提高了近4倍 。 运行于Higgs工厂时 , CEPC的质心能量比LEP最高质心能量提高了15% , 而其亮度则比LEP提高了近3个数量级 。 运行于Z工厂模式下时 , CEPC的亮度则比LEP提高了4个量级以上 。 更高的亮度意味着更大的物理事例产额 , 意味着需要对撞机技术上的重大突破;同时 , 更高的亮度也意味着CEPC需要更加精良的探测器系统 , 意味着需要探测器设计、制造上的重大突破 。

大型对撞机和探测器是需多种尖端技术支持的综合系统 , 是工业皇后皇冠上的明珠 。 CEPC的加速器系统包括有电子/正电子源、直线加速器、超导高频、高效率速调管、大功率电源、磁铁、低温、冷却、真空、准直、束流测量、辐射防护、控制、机械、对撞区等数十个核心子系统 。 而CEPC的探测器则由高精度顶点—径迹系统、量能器、磁铁—轭铁子系统组成 , 同时包括有配套的机械、准直、冷却、电子学、数据存储和处理系统 。 同时 , CEPC工作组对对撞机和探测器的设计、优化、关键技术攻关、物理及工程样机的制备均进行了大量的工作 , 在子系统研究方面取得了大量进展 。


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