直線電子對撞機

靜止的陽光 2013-09-15

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超導試驗的超導腔

亞洲和大洋洲州的粒子物理學家已經(jīng)發(fā)表了一份共同聲明，呼吁啟動國際直線對撞機（International Linear Collider）項目的建設(shè)，這項計劃被稱為“最有希望實現(xiàn)物理學下一代目標的電子對撞機”。這項聲明支持日本主持建設(shè)的希望，不到兩周時間日本物理學家宣布了他們的項目建設(shè)地點。這項聲明使得自CERN大型強子對撞機之后的下一個主要的粒子物理學試驗很可能在日本展開，而不是歐洲和美國。

這項聲明來源于于亞太高能物理專家組（Asia-Pacific High Energy Physics Panel）和亞洲未來加速器委員會(Asia Committe for Future Accerators)。亞太高能物理專家組（AsiaHEP）由澳大利亞、中國、印度、日本、韓國和臺灣的粒子物理學家組成，亞洲未來加速器委員會（ACFA）致力于亞洲、大洋洲和中東的加速器建設(shè)。

建成后，ILC（國際直線對撞機）將會有30km長，電子會在500GeV（電子伏特）能量的轟擊下產(chǎn)生正電子。而LHC（大型強子對撞機）下一階段的撞擊能量只有ILC的4%左右，這已經(jīng)有足夠的能量產(chǎn)生希格斯波色子——去年通過LHC產(chǎn)生的能量為125GeV/_c_2。更重要的是，相比于LHC的質(zhì)子-質(zhì)子對撞，ILC的對撞過程產(chǎn)生的不需要的殘渣更少。這樣，對撞機能夠更準確的測量希格斯波色子和其他亞原子的特性。

CLIC vs ILC

針對下一代正-負電子直線電子對撞機，目前存在兩種設(shè)計：ILC和CLIC（緊湊直線對撞機）。相比于ILC基于已得到認可的超導加速技術(shù)，CLIC的目標是利用兩束新的加速粒子。后者在與主電子束平行的地方，還有一束強留電子束。從強留電子束激發(fā)的射頻能量通過加速結(jié)構(gòu)推動著主正負電子束。根據(jù)CLIC的支持者設(shè)想，這種設(shè)計能夠在48km的加速器中獲得3TeV的對撞能量——雖然能短（距離的加速設(shè)備）和更低能量的對撞機也是可能的。

除了選擇ILC，AsiaPEP（亞太高能物理專家組）和ACFA（亞洲未來加速器委員會）也支持由日本粒子物理學于8月23日發(fā)表的計劃，在距離東京以北400km的（日本）東北地區(qū)建設(shè)ILC。50km的加速器選擇在北上山建設(shè)，備用地點是九州島的脊振（Sefuri）。起初日本物理學家希望建設(shè)一個對撞能量為250GeV的對撞機——這已經(jīng)足夠研究希格斯波色子了。隨后對撞機將升級至500GeV和1TeV。這個提案得到了KEK（日本高能加速器研究會）的支持，KEK前年表示希望日本的ILC在2020年投入使用。然而日本政府和全球其他地方得保證有足夠的資金來建設(shè)如此巨大的設(shè)備。