下一代高能正负电子对撞机:现状与对策 ——香山科学会议第464次学术讨论会综述
 
 
 
 
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“中国学术会议在线”会议信息发布规则
一、总则 "中国学术会议在线"是经教育部批准,由教育部科技发展中心主办,面向广大科技人员的公益性学术会议信息服务平台。为规范学术会议信息发布流程,促进信息发布的准确性、可靠性、及时性,特制定本规则。 二、发布会议范围及责任 1、本网站为广大学术机构、科研人员提供综合性学术会议信息发布和查询平台,发布各类以学术交流为目的学术会议信息。 2、本网站原则上不发布盈利性的培训类会议,视具体情况发布区域性、行业协会的技术研讨、会展信息。   3、信息发布方须对其在本网站上发布信息的真实性负责,如果违反真实性承诺,所产生的一切后果及责任,由信息发布方承担。 4、信息发布方必须遵守中华人民共和国法律法规以及《互联网信息服务管理办法》相关规定。 三、国内学术会议发布   1、各学会、科研院所、高校提交的国内学术会议信息,经“会议在线”审核,确定该信息已发布在学会、科研院所、高校的网站上,会议主办方、联系人等信息明确,可在1个工作日内发布。   2、各学会、科研院所、高校主办或承办的国内学术会议,未在其主办方官方网站发布,需提交有主(承)办单位公章的证明文件,并提供相关负责人姓名及联系方式。 四、国际学术会议发布   1、各学会、科研院所、高校主办或承办的国际学术会议,会议信息已在该学会、科研院所、学校校级网站上发布,相关负责人姓名及联系方式,会议主办单位、联系人等信息明确,经会议在线审核后,可在1个工作日内发布。   2、各高校院系主办或承办的国际学术会议,未在校级网站发布的,需提供校级主管部门的证明文件,并提供相关负责人姓名及联系方式,方可发布。各学会、科研院所主办或承办的国际学术会议,未在其官方网站发布的,需提供本学会或科研院所的证明文件。 3、非学会、科研院所、高校主、承办的国际会议,如为首次举办(第一届或无届别会议),需办会机构提供会议举办所在省、自治区、直辖市外事部门批准文件,并提供相关负责人姓名及联系方式,后可发布会议。 五、对会员投诉会议的处理 1、“中国学术会议在线”对于已经审核通过的会议,如接到以下投诉,一经核实,网站将撤销该会议信息。投诉内容包括但不限于: 1)会务组联系电话长时间无人接听或占线; 2)会议内容、出席人员、规模等信息与会前通知严重不符; 3)会议取消或未按时召开,未及时通知本网站。 2、对于提供虚假会议信息、虚假证明文件的办会机构,一经查实,该办会方将被列入网站黑名单,取消发布会议资格,并在网站上公示,情节严重者触犯法律者将报公安部门处理。 六、免责条款 中国学术会议在线为非盈利性网站,我们将恪尽审核义务,对于因办会方失信给第三方造成的损失,中国学术会议在线不承担责任。   中国学术会议在线 2013年3月
教育部科技发展中心门户网站新版上线公告
教育部科技发展中心门户网站(www.cutech.edu.cn)于2012年3月12日全新改版上线。   新版网站内容更为丰富,注重“中心”业务工作宣传和科技类信息的报道,增强服务力度同时提升了用户体验。   新版网站主要有以下几大改进:   一、页面美观简洁,以蓝色调为主,风格清晰明快,增大页面分辨率适应当前主流要求,字体大小和颜色适合用户阅读。   二、在网站原有业务工作栏目基础上增加——规范校办产业发展、宽带卫星计划、互联网创新平台联盟等专栏。   三、增加中国科技论文在线、中国学术会议在线两大信息服务平台当日信息更新栏目。   四、新网站整合了“中心”对外服务平台的内容,包括:高校专利信息服务平台、教育部科技查新服务平台、科技奖励网络申报系统、教育部专家信息系统、全国高校产业统计系统等,更方便用户查找和使用。   五、根据广大读者关注热点问题进行栏目改进与更新,改进栏目有——图片新闻、要闻咨询、学术评论、政策法规和知识产权等。   六、增强网站后台功能和相关软硬件优化,使信息更加快速安全传递给广大用户。   新版测试期为一个月,网站还有需要完善之处,在此期间如出现问题或给大家带来不便,请谅解,同时欢迎大家提出宝贵意见与建议,联系邮箱:sjy@cutech.edu.cn或linye@cutech.edu.cn。 教育部科技发展中心网站 二0一二年三月九日
中国学术会议在线新版开通,欢迎使用!
中国学术会议在线新版终于与大家见面了。在新版中,我们实现了一些优化和改进,尽力为广大用户提供更优秀的学术信息服务平台。相比旧版,新版的改进有: 分类学科信息 会议信息以学科分类,设置学科单页,便于各专业用户查询本专业内相关学术会议。 改观页面设计 新的页面采用宽页面、小模块化,方便用户浏览。 简化视频点播 视频点播无需另下载插件,直接点击播放。并针对单位用户特别推出“中国学术会议在线校园速递服务”,提高视频点播流畅性。 推出讲座资源 倾力推出高校学术讲座交流平台,促进高校间学术资源共享。 引入用户评价 参会用户可对学术会议进行评价,如办会方诚信、会议学术水平,为后来参会者提供参考,舆论监督促进提高办会水平。 注意事项: 1、由于教育网和公网之间存在带宽瓶颈,非教育网用户可能无法流畅观看视频,我们将努力改善并解决此问题。教育网集体用户(高校)如遇到视频观看不流畅的问题,可以学校为单位申请“中国学术会议在线校园速递服务”,以改善观看体验。参见《关于开展中国学术会议在线视频校园速递服务试点的通知》。 2、新版测试期一个月,网站还有大量需要完善之处,在此期间可能因为优化系统出现短暂的服务中断,请大家谅解。如您在新版使用过程中遇到任何问题,欢迎提出意见与建议,联系邮箱meeting@cutech.edu.cn或scimeet@yahoo.com。 中国学术会议在线 二0一一年一月十日
“中国学术会议在线”兼职信息员招聘启事
   “中国学术会议在线”(www.meeting.edu.cn)是经教育部批准、教育部科技发展中心主办的公益性学术网站。因业务发展需要,现面向国内高校以及中科院系统招聘兼职信息员。 应聘要求: 1、应聘人员应为高校或中科院在读硕士或博士研究生; 2、专业文科最佳,有理工科背景,如科技哲学、情报学、图书馆学、信息管理、知识管理等相关领域; 3、有参与学术会议交流的经验; 4、关注本学科及相关研究领域的国内外学术交流动态,视野开阔,信息资源丰富; 5、有一定的课余时间,责任心强,能够连续工作一年以上。    请有意者将个人简历发至 scimeet@yahoo.com 或 meeting@cutech.edu.cn              教育部科技发展中心                  中国学术会议在线 2013年6月5日
高校学术讲座交流平台开通,欢迎使用!
为优化我国科研环境,促进高校之间优质学术讲座资源的交流与共享,由教育部批准、教育部科技发展中心主办的“中国学术会议在线” 首批联合20所重点高校共同建设“高校学术讲座资源交流平台”(以下简称“讲座平台”),平台目前正式开通使用。 首批加入讲座平台的成员高校有:西安交通大学、河海大学、电子科技大学、北京交通大学、东北师范大学、北京理工大学、北京邮电大学、东北大学、合肥工业大学、湖南大学、华南理工大学、华南农业大学、兰州大学、南京航空航天大学、山东大学、西北工业大学、西南大学、湘潭大学、浙江大学、中山大学。 平台资源面向成员高校免费开放,各成员高校用户可直接通过本校网络访问讲座平台,查看平台内各校讲座预告、讲座视频,并可根据感兴趣的学科、学校、演讲人或其他关键字对讲座资源进行检索和查看。 欢迎致力于促进学术交流、并有兴趣加入讲座平台的高校相关部门与我们联系,联系方式: 教育部科技发展中心 中国学术会议在线 联 系 人: 王鑫、孔翦 地 址: 北京海淀区中关村大街35号 100080 电 话: 010-62514015,82503990 电子邮箱: meeting@cutech.edu.cn, scimeet@yahoo.com 教育部科技发展中心 中国学术会议在线 二○一一年一月十日
 
 
 
 
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下一代高能正负电子对撞机:现状与对策 ——香山科学会议第464次学术讨论会综述
日期:2014-08-01 22:05  所属学科:物理天文>粒子物理与核物理  点击数:1991
稿件来源:香山科学会议 
    粒子物理学(或称高能物理学)是研究“物质、能量、空间、时间”等自然界最基本问题的学科。粒子物理标准模型的建立使得人类对构成物质世界的基本组成单元和相互作用的认识达到了空前的高度,同时也有很多问题亟待解答。为了深入研究电弱对称性自发破缺机制和质量起源等基本问题,探索超出标准模型的新物理现象,理解宇宙观测中暗物质和暗能量的本质,在大型强子对撞机(LHC)成功运行后,人类还需要建造下一代正负电子对撞机,通过两种对撞机上探测结果的互补来发现和确认新基本粒子及其性质、从而进一步揭示新物理定律。

    2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)宣布在LHC的ATLAS和CMS两个实验都观测到了一个类Higgs玻色子的新粒子,质量在125GeV附近。这个粒子的发现对下一代正负电子对撞机的设计和建造具有关键意义。利用质心系能量250GeV附近的正负电子对撞大量产生Higgs粒子从而精确测量其性质是下一代高能正负电子对撞机主要的科学目标之一。我国科学界和高能物理界一直在关注LHC第一阶段运行后的高能量前沿的重要物理问题,以及国际上的直线对撞机和Higgs工厂方案。普遍认为急需讨论和制定我国参与或承建下一代高能正负电子对撞机的战略对策和实施方案。

    2013年6月12日~14日,主题为“下一代高能正负电子对撞机:现状与对策”的香山科学会议第464次学术讨论会在北京香山饭店召开。北京大学陈佳洱教授、赵光达教授、清华大学邝宇平教授、中国科学院高能物理研究所方守贤研究员、陈和生研究员和王贻芳研究员担任会议执行主席。来自全国11个单位的35位高能物理和加速器领域的专家学者也应邀参加了会议,与会专家围绕“下一代高能正负电子对撞机粒子物理理论”、“直线对撞机及Higgs工厂加速器”、“直线对撞机及Higgs工厂粒子物理实验和探测器”、“我国的下一代高能正负电子对撞机对策”等中心议题进行了深入交流与讨论。

一、主题评述报告与讨论

    中科院高能所王贻芳研究员在题为“下一代高能正负电子对撞机”的主题评述报告中指出,自LHC的建造确定以后,国际上就开始设想下一代高能正负电子对撞机。在国际未来加速器委员会(ICFA)及其下属的各种委员会领导下,这台首次由全世界高能物理学家和加速器物理学家联合设计的“国际直线对撞机(ILC)”完成了其概念设计(CDR,2007年)、工程设计(TDR,2013年)及造价估计。由于2012年Higgs粒子的发现,国际上关于下一代高能正负电子对撞机的意见逐渐统一:先从250 GeV开始,再逐步发展到500 GeV。ICFA2012年全面改组了ILC的领导机构,准备积极推动该设施的建造。日本的高能物理学界提出要承建ILC。无论欧洲与美国政府最终会对ILC支持多少,其高能物理学界始终对此努力支持,并积极参加各种ILC相关的组织和管理机构,其人数及话语权实际上远超过日本人。

    以上情况反映出:1)高能量前沿是高能物理的最前沿,过去几十年最重要的发现主要来源于此;2)高能量前沿的加速器与探测器技术也是最前沿,对未来发展至关重要。因此尽管欧洲与美国由于经费及其它问题不能承建ILC,但他们不能也不会缺席。我国过去由于各种原因,特别是由于ILC的前景不明朗,政府投入几乎为零,高能物理学界也很少有人参与ILC的活动。这与我国的大国地位、高能物理发展水平及其国际影响极不相称,也对我国高能物理的未来发展不利。最近几年,大家一直呼吁改善这种状态,包括2006年召开的香山会议,但现状并未根本好转。2012年的国内ILC讨论会形成一个共识:中国应该积极参加ILC,争取贡献5%左右,并争取在技术和人员上能真正实现贡献5 %所需的必要前期R&D政府经费支持。事实上,国内一直有人提出承建ILC,但高能物理学界的共识是:其造价和技术难度超过我们目前可以承受的程度。

    王贻芳研究员表示,2012年在讨论基于加速器的我国未来高能物理发展规划时,有人提出建造250 GeV环形正负电子对撞机(Circular Electron Positron Collider,CEPC)并适时将其改造为50 TeV超级质子对撞机(Super Proton Proton Collider,SPPC),以使我国一步跨入世界最先进行列。特别是未来的质子对撞机,将使我国的粒子物理远超国际上任何其他国家。虽然该设想面临的技术难度与造价均比ILC低,但仍然面临巨大的困难,其可行性是本次会议我们要讨论的重要议题之一。国际上也有人提出环形Higgs工厂的概念,并将其与ILC对立,宣称其优点远好于ILC。我们认为ILC已经过多年研究,技术较为成熟,环形正负电子对撞机CEPC的提出时间很短,还需要做更多的研究。事实上,ILC与CEPC是很好的互补:1)技术上难点各有不同;2)可以去除ILC push-pull的选择;3)物理成果互相检验。对中国来说,如果CEPC想得到国际支持,就需要我们首先支持ILC。我们应该参与国际上ILC的预研以掌握技术,并参与ILC建设以争取科学研究的话语权。我们也应该探索在中国建设CEPC的可能性,并积极争取国内外的广泛支持,使我国的高能物理研究走到世界最前列。

    与会专家指出,探索物质最深层次的结构和规律是重大的科学前沿问题。Higgs粒子是标准模型最重要的粒子,对Higgs粒子性质的精确测量和寻找新粒子具有全局性的意义。我国提出的环形Higgs工厂(CEPC)及后续的超级质子对撞机(SPPC)的科学目标非常重要,是世界高能物理的制高点。中国高能物理将由此打开一个全新的局面,站到世界最前列。CEPC-SPPC是我国未来高能物理发展的很好的选择,相对别的选项意义更为重大。但是,CEPC的造价很高, 三百亿的项目国家不一定能批准。如果实在困难,可以考虑规模相对小一些的项目,使中国高能物理能持续得到发展。我国应把研究力量组织好,同时把Higgs工厂和寻找新的重粒子的两方面研究都做好,争取在两方面都有所作为。CEPC既可作为Higgs工厂(与ILC一样)对125 GeV的共振做精确测量,又可以在做完精确测量后改为50 TeV的质子对撞机,在寻找新的重粒子方面优于升级以后的LHC,将在高能研究最前沿研究中领先,这是CEPC-SPPC的重要优势。

    CEPC是我国高能物理界的一个梦想,若能实现,会使中国高能物理实验研究跨越发展。但因为要建设一个规模是CERN两到三倍的高能物理中心,建设和运行经费非常巨大,必须需要深入研究它的科学目标和技术可行性和造价,决策要十分谨慎。应该看到CEPC与ILC比的局限性,它的周长决定了其最高质心系能量。例如,选择50公里周长,就难以研究质量超过125GeV的新粒子。如果将来在LHC发现超过这个能标的新物理,它就可能很被动。此前的LEP和Tristan就是教训。CEPC是重要的跨越,建成后确能使我国的高能物理迈向世界领先行列,但它的规摸很大,难度不小,它的实现,首先需要高层决策和科技界共识。从总体上看,CEPC虽相对ILC有很多优点,但目前它的设计还很初步,到技术设计尚需要相当长的时间,需要充分估计和进一步暴露它的物理问题和技术难度,如同步辐射功率、束流极化等,对CEPC造价和运行费的估计也需进一步细化。也有专家指出,近期我国物理研究做出的很多很好的工作都不是在高能物理领域,国家不一定非要投几百个亿建对撞机发现一个新粒子,拿一个诺贝尔奖。项目要考虑国家的可承受能力,国际合作要考虑国内发展,在国内要做出有特点的工作,与国家需求相结合,才可能得到国家的支持。超导加速器技术的发展也不一定非要高能物理来推动,可以通过别的项目来推动。别的大型国际合作的科学意义也不一定比高能对撞机小。另外随着新的加速原理和技术的进步,未来的高能对撞机的规模和造价可能要小得多,性价比提高很多,可操作性会好一些。

二、粒子物理能量前沿现状与展望

    国际粒子物理界有一个共识,认为标准模型还存在许多不足之处,它不会是最终的理论,探索能更好反映自然界的超出标准模型的新物理是粒子物理研究的主要方向。现在LHC已发现一个125 GeV Higgs共振态,下一步需要仔细测量它与各种粒子的耦合以判断它究竟是标准模型的Higgs(意味着验证了标准模型)还是标准模型以外的Higgs(意味着发现了新物理),这是个非常关键的问题。普遍认为单凭LHC的实验是难以做出明确的结论的,还需要建造正负电子对撞的Higgs工厂来做精确测量, 例如ILC和我国提出的CEPC。此外,进一步在高能对撞机(14 TeV的LHC及更高能量的强子对撞机)上探索新的重粒子也是认识自然界规律的很重要的方面,与国际各对撞机相比,我国在CEPC之后改成的SPPC在这方面有巨大优势。粒子物理理论目前存在很多未解决的问题,需要认真考虑新的加速器寻找新物理的能标,如质子对撞机能升级到质心能量80-100TeV。海量产生Higgs粒子的Higgs工厂将与以往的粒子工厂完全不同,它将以标量粒子为基础来研究费米子和规范粒子,研究他们的相互作用、CP破坏并提供发现新物理的窗口,物理意义更大。

三、直线对撞机及Higgs工厂加速器研究现状

    未来能量前沿正负电子对撞机现有三种设计:国际直线对撞机(ILC),紧凑型直线对撞机(CLIC)及环形Higgs工厂。目前ILC是最成熟的,其技术设计已完成,技术预研已进行了十多年,取得了巨大的进步。CLIC目前尚处于概念设计阶段,已完成了概念设计,但总体来说技术尚不成熟,一般认为应该是ILC以后的机器。2012年Higgs粒子发现后,国际上提出可以建造周长为30-80公里的环形正负电子对撞机Higgs工厂。我国科学家王贻芳研究员于2012年9月提出可以利用50-70km环型正负电子对撞机Higgs工厂的隧道将来改建为质心能量50-70TeV质子-质子对撞机,大大超过CERN现有的大型强子对撞机LHC。该设想的技术相对ILC来说较成熟,造价相对较低,未来发展潜力巨大,该路径有潜力使中国高能物理研究在未来几十年走到世界前列。目前国内外有许多研究与设计,但还需要较多的时间完成细致的机器优化设计工作。与会专家比较了国际上各种Higgs工厂加速器的特点,介绍了中国环形正负电子对撞机Higgs工厂(CEPC)加速器的设计,并对于未来中国环形正负电子对撞Higgs工厂(CEPC)及未来可能的质子-质子对撞机(SPPC)介绍了我国加速器设计团队提出的初步设计方案,同时结合现有方案给出了初步造价估算。

四、直线对撞机及Higgs工厂粒子物理实验和探测器研究现状

    Higgs-工厂(运行在250GeV处的正负电子对撞机)可以胜任对Higgs粒子大部分重要性质的研究,在下一代正负电子对撞机上还可以开展很多通过精确检验标准模型来探索新物理的研究。国际上对此专门成立两个实验合作组:ILD、SiD。CLIC和ILC将在探测器的研制上加强合作。国内的高能粒子探测器研发能力经过了北京谱仪、大亚湾中微子等大型前沿实验的磨练,已经具备了一定的规模和经验。对应于中国下一代能量前沿的高能粒子对撞机实验,我们还缺少一些先进探测器技术和操作经验。这些关键的技术包括抗辐照半导体径迹探测器和相关的电子学、数字化径迹量能器、智能触发器等。

五、我国的下一代高能正负电子对撞机对策

    未来高能物理加速器前沿装置无论建造地在国内还是在国外,其技术水平和技术难度都具有国际高度,国际合作不可避免。只有积极参与到国际高能物理加速器国际合作,并做出应有的贡献,以我为主的先进加速器项目才能得到国际高能界的全力配合与支持,我国高能物理队伍水平才能真正提高和不断壮大,中国高能物理的未来道路才能越走越宽。超级Z-工厂能够为实验精确研究Z-玻色子性质,寻找Z-玻色子衰变的稀有过程,把检验标准模型和发现标准模型之外的“新物理”线索或限制特定“新物理”的实验研究提高到其它设备达不到的全新水平。超级Z-工厂应该是我国未来(BEPCII之后)高能加速器物理实验研究需要认真思考和最后做出决定的不多的选项。与会专家认为,CEPC是国际的热点、正确的方向、难得的机遇,但规模庞大、任务艰巨。需要把现在的BEPCII运行好、把工作做细、加强管理、继续提高亮度,培养和传承队伍,提升队伍的自信心和外界对我们的信心,在这基础上才能走远。

六、小结与建议

    与会专家在充分交流与讨论的基础上,形成如下基本共识和建议:

    1.高能量是粒子物理发展的最前沿,下一代高能正负电子对撞机是大型强子对撞机(LHC)运行以后的自然选择。

    2.国际直线对撞机(ILC)经过二十多年的准备,已完成技术设计(TDR),建设前的各项准备工作已基本成熟,我国应积极参与ILC的预研与建造。

    1)日本高能物理学界正在积极努力,提出承建ILC,并提供50%的经费,推动日本政府同意将其在日本付诸实施。

    2)欧洲高能物理学界刚刚完成其战略规划(Roadmap),提出如果日本承建ILC,欧洲将积极推动并参加。

    3) 美国正在进行高能物理新的五年规划的制定,其政府部门正与日本密切接触,最终结果2013年底前将会揭晓。

    4)由于其科学上的重要意义及技术上的重要性,我国不应该缺席ILC。参加ILC是我国作为世界大国的责任,反映我国在高能物理领域的地位,也是吸引国外科学家参加国内未来重大项目的需要。

    5)中国科学家应积极参与ILC未来的建设与管理,并希望我国政府以实物方式贡献约5%,这是作为重要参加国的必要条件。

    6)希望国家尽快落实对ILC预研经费的支持。同时应适时启动参加ILC项目的论证工作。

    7)应该适度参加各种未来加速器的预研,跟踪国际发展,积累相关技术。

    3.“环形正负电子对撞机Higgs工厂(CEPC)+超级质子对撞机(SPPC)”是我国高能物理发展的重要选项和机遇。

    1)中国应该建立和保持自己的大型高能加速器研究基地,成为重要的国际科学研究中心之一。

    2)在Higgs粒子发现之际,作为BEPCII之后的下一代加速器,在中国建造一个环形正负电子对撞机Higgs工厂是我国高能物理发展的一个重大历史机遇。该加速器可以仔细研究Higgs粒子性质,寻找新物理迹象,也可以降低能量作为Z-工厂运行。

    3)该高能正负电子对撞机科学目标极为重要,未来发展潜力巨大,可以在同一隧道内实现如pp(质子-质子)、AA(重离子-重离子)、eA(电子-重离子)、ep(电子-质子)等的对撞,使我国在未来的几十年内保持先进,成为国际主要的高能物理研究中心之一。

    4)应立即组织队伍,开展方案设计,研究关键问题,探讨实现路径,尽快完成可行性研究报告。
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