特意家:“希Gus工厂”是国内高能物理发展的最棒门路

香山科学会议
专家:“希格斯工厂”是我国高能物理发展的最好途径

威尼斯赌场 1CEPC探测器的剖面图威尼斯赌场 2大型环形加速器CEPC和SppC的设想图 专家在会议共识中呼吁,要进一步开展CEPC设计和关键技术预研,从而降低未来建设成本,并培养和建设人才梯队,使其成为CEPC的坚实保障。 10月19日晚上6点,暮色已沉。北京香山饭店内,参加香山科学会议的专家们,还在为本次会议将要形成共识的稿件字斟句酌。要通俗、还要准确。专家们提出关于高能环形正负电子对撞机科学目标描述的基本原则。他们希望,能把CEPC的相关信息传递到高能物理界之外。 希格斯粒子是打开新物理的窗口 已经进入预研阶段的环形正负电子对撞机,将是一座希格斯粒子和Z玻色子工厂,它能够精确测量希格斯粒子性质,并寻找新物理。根据此前的介绍,它十年可以生产出百万个希格斯粒子。 希格斯粒子已经于2012年被欧洲核子中心找到,为什么还要继续生产? 香山科学会议上,与会专家进一步指出研究希格斯粒子的重要意义:希格斯粒子揭示了基本粒子质量起源之谜,但它本身又带来了诸多深刻问题。比如希格斯粒子自身的质量问题,自耦合问题,电弱相变/电弱超导体的性质,基本粒子之间巨大的质量差等。希格斯本身是探索下一层次新物理最好的窗口。中科院高能物理所研究员娄辛丑说。他指出,历史上c、b夸克和W、Z玻色子的发现各自都给物理学家提供了20年的研究时间窗口。而CEPC作为希格斯粒子和Z玻色子工厂,本身也将给我们提供20年甚至更长的实验、理论研究整体项目。 CEPC可以精确检验标准模型,也可以寻找偏离标准模型的迹象,寻找W和Z玻色子的稀有衰变。标准模型无法囊括一切,超越标准模型的新物理就在灯火阑珊处。 CEPC也将能提供标准模型外的关于新粒子、新的相互作用、大统一理论、新的时空特性以及与宇宙学相关的暗物质等更多信息,让人们对自然的基本法则产生更深刻的理解。上海交通大学物理与天文系教授何小刚强调。 建设大型对撞机的讨论演变成全民科普 其实,在此次香山会议召开之前,关于中国要不要现在建设大型对撞机的讨论,已经演变成了一场关于高能物理的全民科普。 中科院高能物理所所长王贻芳就卷入了这场论战。他表示,论战也有正面作用,至少让人愿意去听听CEPC到底是怎么一回事。王贻芳表示,自己这两个星期就做了好几场科普报告,跟业界、学界和公众进行科学沟通。 在专家们看来,CEPC不仅仅能帮助实现物理学家发现新物理的梦想。清华大学工程物理系教授高原宁指出,CEPC具有社会牵引作用。它可以发展成多学科综合实验室,建设它的过程,本身对技术就具有辐射带动作用。 粒子物理研究不仅是科学最前沿,也是技术最前沿。它涉及加速器物理与技术,核探测与核电子学技术,网络与计算机技术等。高原宁表示,CPEC涉及的几项关键技术,比如大型低温制冷机、高功率微波功率源、超导线和抗辐射硅探测器等,均在国防和民用上具有较大拓展空间。比如,大型低温制冷机可以广泛用于加速器、航天航空中的氢液化装置和天然气液化,高功率微波功率源可以用于加速器、广播和雷达等领域。 而如果以CEPC为核心建成国际科学城,就将吸引上万名世界各地的科学家、工程师和学生,也将吸引精密机械、微波、低温、超导和电子等各个领域的设备供应商,物理、材料、生物和医药类的研究单位和企业研究院也将前来此地……CEPC的建设之处,在成为国际科研中心的同时,还能促进地方社会与经济发展。 CEPC是一个国际合作的大型科学装置。预研阶段的正式国际合作将在近期开展,未来建造和运行的国际化管理方式将逐渐清晰。高原宁说。 威尼斯赌场,给年轻人在科学前沿拼搏的机会 香山科学会议上,中国科学技术大学的郑阳恒教授出具了一份关于我国实验高能物理人才现状的相关报告。 据他调研,在高能所和高校有几百位专家和学生从事实验高能物理研究,另外还有几百位从事加速器及探测器的研制。同时,海外高能物理人才中活跃着一大批华人学者,随着我国高能物理的发展,亦有越来越多的外籍专家愿意来华工作。 在此前的辩论中,有人指出,我国的高能物理人才队伍不足以支撑大型对撞机的建设。确实,我国高能物理人才队伍并不庞大,活跃的高校数量也不算多。不过,郑阳恒认为,二十多年来,BEPC/BES(北京正负电子对撞机/北京谱仪)这样一个高能物理实验平台,在高能所和高校培养了一大批实验物理人才;改革开放后,高能物理队伍无论是在质量还是数量上都有长足进步。他们受到过严格的国内外专业训练,有事业心,国家把大型高能实验任务交给他们,是完全可以放心的。郑阳恒也表示,根据过往经验,中国未来高能物理发展需要自己的高能实验基地。 我们要有吸引人的项目,让学校有事情干,让外面的学生有动力回来,形成一个稳定的人才梯队。而在这些人才中,又能诞生新的高能物理项目。这个雪球必须尽快滚起来。美国匹兹堡大学物理天文系教授韩涛说,他们看到了问题,但也看到了CEPC带来的机会。 人才问题非常重要。CEPC需要高质量人才,而它本身也为我国培养高素质人才提供了很好的平台。北京师范大学核科学与技术学院王乃彦教授强调,CEPC能给我们的年轻人创造一个在科学最前沿拼搏的机会。 专家在会议共识中呼吁,要进一步开展CEPC设计和关键技术预研,从而降低未来建设成本,并培养和建设人才梯队,使其成为CEPC的坚实保障。 本次会议的尾声,中科院高能物理所所长王贻芳总结说:从大家的报告来看,这件事情的意义是如此重大,值得我们为它努力奋斗。我坚信这件事情没有错,我们有充足的理由推动它。 背景链接 建造大型对撞机引发多位科学家辩论 希格斯粒子被发现后,我国科学家于2012年9月提出建造下一代环形正负电子对撞机并适时改造为超级质子对撞机的方案,在国际上引起巨大反响。该方案一期建设周长50100公里、能量250 GeV的环形正负电子对撞机作为希格斯粒子工厂,二期在同一隧道中建造50100 TeV的质子对撞机,能量将比欧洲核子中心正在运行的大型强子对撞机LHC高7倍。 ●关于CEPC的初步概念设计已经完成。它涵盖科学目标、加速器和探测器、初步地质调查、需求分析和隧道及辅助设施等多方面。国际评审给出的意见是:科学意义重大;加速器、探测器、土建和通用系统设计完整,方案选择合理;没有不可克服的技术困难。 ●2016年8月,在中国物理学会高能物理分会第九届常务委员会第四次会议上,中国物理学会高能物理分会形成了关于基于加速器的中国高能物理未来发展的意见。其指出,CEPC是我国未来高能加速器物理首选项目。我国高能物理学界应该以CEPC作为发展战略目标,积极争取成为中国发起的国际大科学之一。 ●2016年9月4日,著名物理学家杨振宁在《知识分子》发表文章,反对中国现在开始建造大型对撞机。 ●2016年9月5日,中科院高能物理研究所所长王贻芳发文回应,反驳杨振宁的反对理由,指出中国今天应该建造大型对撞机。 至此,中国目前是否适宜建造大型对撞机的辩论,成为一个公众话题,并引发多位科学家发表观点。来源:科技日报

10月18日至19日,香山科学会议第572次学术研讨会在北京召开。会议以“高能环形正负电子对撞机-中国发起的大型国际科学实验”为主题。专家认为,CEPC是我国基于加速器的高能物理发展的最好途径,并建议国家启动针对CEPC全面预研究的经费支持。

记者在会议上获悉,作为“希格斯工厂”的CEPC,其正负电子对撞质心系能量为90-240 GeV,可以产生大量的干净希格斯粒子事例,物理目标是研究希格斯粒子的基本性质,精确程度以及新的测量将超过欧洲大型强子对撞机预计2035年前可获得的结果。同时,CEPC可以作为Z玻色子工厂,进一步研究标准模型并探索新的物理。CEPC设施还是多学科的综合实验室(同步辐射装置和多学科平台、关键技术和成果转化),科学家希望该设施未来形成国际科学城,发展为世界科学的中心之一。

中科院高能物理所研究员娄辛丑在主题评述中介绍了CEPC的物理目标和科学意义、项目实施、创新性与发展潜力。多名一线科学家分别介绍了CEPC概念设计和初步预研究进展,分析了项目的必要性、紧迫性、和可行性,并对CEPC项目进行了风险分析。参会科学家充分讨论了议题内容。

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