环形正负电子对撞机：物理、技术以及现状( 六 ) 作者：靳松娄

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图4正负电子Higgs工厂上亮度与质心能量的关系

[9] 。其中CEPC的总功耗被限制在较低水平，导致其亮度比FCC略低

相对于环形对撞机，直线对撞机有两个突出的优点。第一，直线对撞机的质心能量基本同对撞机长度成正比，相对于环形对撞机，可以相对简单地提高其质心能量，在现有技术下质心能量原则上可以比环形正负电子对撞机提高近一个量级；第二，直线对撞机上原则上可以实现对撞粒子的纵向极化，这对很多物理测量是有优势的。在这个意义上，环形对撞机和直线对撞机拥有相当的互补性。

了解了质子对撞机和正负电子对撞机，以及直线对撞机和环形对撞机作为Higgs工厂的比较优势，下面重点介绍我国高能物理学界倡导的CEPC项目。 CEPC的主环周长长达100km ，是LHC的近4倍大。其总造价约为360亿人民币，相当于北京5号线地铁造价。在240GeV的质心能量下， CEPC上预期将产生一百万Higgs粒子，其产额比直线对撞机的代表ILC大近6倍，这意味着精确度上的巨大优势。图5演示了CEPC上一个特征的Higgs事例。同时，在相对较低的质心能量下， CEPC可进行丰富的物理测量：它可在91.2GeV的质心能量附近作为Z粒子工厂运行，并在161GeV附近的质心能量下进行W粒子阈值扫描。 CEPC上预期可以在极低的本底噪声下产生上亿W粒子，以及数以千亿计的Z粒子。它不仅可以对Higgs粒子进行精确测量，同时可以以超过现有水平达一个量级的精确度对电弱可观测量进行测量，同时， CEPC可进行丰富的味物理、QCD测量。一言以蔽之， CEPC可在各个方面，对标准模型进行精确的测量/验证，进而进行新物理规律的探索。同时， CEPC项目还可以作为能量极高的同步辐射光源运行，继而为包括核物理、凝聚态、生物、医药研究在内的其他学科发展提供技术支持。