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國際高能物理學(xué)界高度關(guān)注的環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)（CEPC）又有新進(jìn)展。記者17日從中國科學(xué)院高能物理研究所獲悉，CEPC《基準(zhǔn)探測器技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告》近日正式發(fā)布。這是繼2023年底發(fā)布《加速器技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告》后，CEPC技術(shù)設(shè)計(jì)的又一里程碑。這兩份報(bào)告的完成，為這座被譽(yù)為“希格斯粒子工廠”的重大科學(xué)裝置從藍(lán)圖走向現(xiàn)實(shí)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

“這份探測器設(shè)計(jì)報(bào)告，是國際上首個針對環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)希格斯工廠的探測器技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告，其發(fā)布展現(xiàn)了中國科學(xué)家在該領(lǐng)域的領(lǐng)先研發(fā)實(shí)力。”中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員、CEPC項(xiàng)目牽頭人王貽芳說。

CEPC項(xiàng)目源于2012年希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)。這種粒子被譽(yù)為“上帝粒子”，對理解物質(zhì)質(zhì)量的起源至關(guān)重要。為深入研究它，中國高能物理學(xué)家同年9月提出了建設(shè)CEPC的設(shè)想。

設(shè)想中的CEPC是一個多功能的“粒子工廠”，不僅能作為高效的“希格斯工廠”，還能精確探索其他關(guān)鍵粒子，其隧道也為未來升級為更強(qiáng)大的超級質(zhì)子-質(zhì)子對撞機(jī)預(yù)留了升級空間。

一般而言，大型科學(xué)工程的建設(shè)通常需要經(jīng)歷三個關(guān)鍵階段：概念設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)。CEPC團(tuán)隊(duì)于2018年完成了《概念設(shè)計(jì)報(bào)告》，明確了科學(xué)目標(biāo)和裝置的基本框架。隨后，項(xiàng)目進(jìn)入更為深入和具體的技術(shù)設(shè)計(jì)階段，旨在驗(yàn)證各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的可行性，并完成核心部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)。最新發(fā)布的探測器技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告是這一階段的重大成果。

“與2018年的概念設(shè)計(jì)相比，技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告的發(fā)布表明，我國科學(xué)家完成了核心部件和各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證?！敝袊茖W(xué)院高能物理研究所研究員、CEPC探測器研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人王建春介紹，此次公布的探測器設(shè)計(jì)報(bào)告提出了多項(xiàng)創(chuàng)新性的探測器方案：它采用了新型能量測量裝置，使測量精度大幅提升；徑跡探測器能夠同時進(jìn)行超高精度的位置和時間測量；團(tuán)隊(duì)還成功研發(fā)出性能更強(qiáng)、功耗更低的讀出芯片；在國際上首次研制出兼具高密度和高光產(chǎn)額的閃爍玻璃等。

為確保方案的科學(xué)性和可行性，CEPC項(xiàng)目邀請了包括牛津大學(xué)專家在內(nèi)的國際評審委員會進(jìn)行評估。經(jīng)過深入評審，委員會于今年9月認(rèn)定，CEPC探測器設(shè)計(jì)方案先進(jìn)、創(chuàng)新性強(qiáng)、性能優(yōu)越，可以進(jìn)入下一階段。

“當(dāng)前，全球正在積極規(guī)劃下一代粒子對撞設(shè)施，中國、歐洲和日本共提出了四個主要的希格斯粒子工廠方案。在這場關(guān)乎基礎(chǔ)科學(xué)未來的國際競爭中，CEPC團(tuán)隊(duì)通過七年的努力，率先完成了加速器和探測器兩大核心系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)，展現(xiàn)了中國在下一代高能對撞機(jī)競賽中的強(qiáng)勁實(shí)力和領(lǐng)先地位。”王貽芳說道。

（中國科學(xué)院高能物理研究所供圖）