CEPC-SppC加速器——从概念设计到技术设计

<正>2012年7月4日欧洲核子研究中心(CERN)宣布在大型强子对撞机LHC上发现希格斯粒子,科学家经过50多年的搜索,粒子物理学终于进入了希格斯时代。由于希格斯能量为较低的125 Ge V,因此,除了可以使用直线正负电子对撞机(例如ILC和CLIC)外,还可以采用环形电子正负对撞机产生希格斯粒子,并且后者具有更高的亮度及更多的对撞点,除了在功耗方面外,在技术难度及成本方面也     

希格斯粒子及高能物理的新时代

2012 年7 月4 日将作为一个激动人心的日子载入科学史册。在这一天,座落在法国和瑞士边境上的欧洲核子中心（CERN）宣布在大型强子对撞机（LHC）上发现了一个新的基本粒子,被称为希格斯粒子。     

加速器的粒子物理实验还有前途吗

 莫里·蒂格纳(MauryTigner)是美国康乃尔大学核研究实验室主任和物理学荣誉退休教授,他曾领导了美国超导超级对撞机(SSC)中心设计组的工作。大家知道,1993年10月,美国众参两院联席会议表决停建SSC。     

CERN可能探测到了希格斯粒子

 ２１世纪前夕,位于日内瓦附近的欧洲核子研究中心（简称ＣＥＲＮ）的物理学家们在大型正负电子对撞机（ＬＥＰ）上做出了令科学家们激动不已的工作：他们可能探测到了梦寐以求的希格斯粒子存在的迹象。 ＣＥＲＮ现在的这台正负电子对撞机的设计能量为１００吉电子伏（ＧｅＶ）。按人们原来推测,希格斯粒子的质量很可能在１５０吉电子伏左右,看来ＬＥＰ的能量是不够的。因此,ＣＥＲＮ几年前就开始筹建大型强子对撞机（ＬＨＣ）。这台对撞机将采用１４０００吉电子伏能量的质子一质子对撞,每年能产生８０万个顶夸克,发现希格斯粒子的机会因而会大得多。     

在大型强子对撞机上的CMS实验

LHC(large hadron collider)是目前世界上能量最高的强子对撞机.CMS(compact muon solenoid,中文译名是紧凑型缪子螺线管探测器)是LHC上的主要实验计划之一,其目标就是要寻找Higgs粒子或者超出标准模型的其他新粒子,探清自然界的电弱破缺机制,以及寻找暗物质.CMS实验位于高能量和高亮度的最前沿,是21世纪初人类认识微观世界最重要的物理实验之一.中国参加了这项国际合作,制作了部分μ子探测器、磁铁支架、电子学和地板等,目前转入物理研究工作,争取在物理研究中作出有显示度的贡献.文章简要介绍了CMS探测器以及CMS实验的目标和意义.     

在大型强子对撞机上的CMS实验

LHC（large hadron collider）是目前世界上能量最高的强子对撞机.CMS(compact muon solenoid,中文译名是紧凑型缪子螺线管探测器)是LHC上的主要实验计划之一,其目标就是要寻找Higgs粒子或者超出标准模型的其他新粒子,探清自然界的电弱破缺机制,以及寻找暗物质.CMS实验位于高能量和高亮度的最前沿,是21世纪初人类认识微观世界最重要的物理实验之一.中国参加了这项国际合作,制作了部分μ子探测器、磁铁支架、电子学和地板等,目前转入物理研究工作,争取在物理研究中作出有显示度的贡献.文章简要介绍了CMS探测器以及CMS实验的目标和意义.     

粒子物理学100年的发现

 粒子物理学的发展始于1897年电子的发现,到1995年顶夸克的发现经历了100年.在这100年中,随着不断地发现新粒子和新现象,粒子物理学从孕育、诞生、成长到成熟,形成了一门崭新的物理学前沿学科.     

发现量子宇宙——粒子对撞机的角色

 当今正是粒子物理学发生根本性变革的时期。新近的实验证据要求一种全新的宇宙图像。一些新的发现近在咫尺，它们将以新的物质形态、新的自然力和新的时空维度来拓展人们的想像力。突破将来自下一代粒子加速器，即目前正在欧洲建造的大型强子对撞机(LHC)，以及拟议中的国际直线对撞机(ILC)。在这些加速器上进行的实验将使你的宇宙观念发生根本性的变革。     

高能加速器近期的几个大工程

 量子论和相对论的发现和确立是20世纪基础科学的最伟大的事件,它们是现代科学技术的基础,改变了整个人类的生活方式。例如,人们制造了原子弹、氢弹,建造了核电站;随着集成电路的迅速发展,计算机已经普及到家庭,人们坐在家里就可通过网络了解全世界发生的事。20世纪后期,在总结新的实验事实的基础上,理论上创立了粒子物理的标准模型,所有核物理和粒子物理的实验结果都和标准模型的预言相一致。在人们为标准模型而欢呼的时候,实验上测量到存在中微子振荡现象,说明中微子有质量,这就超出了标准模型,说明标准模型需要完善和发展。     

Muon g-2 discrepancy： new physics or a relatively light Higgs？

After a brief review of the muon g-2 status, we discuss hypothetical errors in the Standard Model prediction that might explain the present discrepancy with the experimental value. None of them seems likely. In particular, a hypothetical increase of the hadroproduction cross section in low-energy e^＋e^- collisions could bridge the muon g-2 discrepancy, but it is shown to be unlikely in view of current experimental error estimates. If, nonetheless, this turns out to be the explanation of the discrepancy, then the 95% CL upper bound on the Higgs boson mass is reduced to about 135 GeV which, in conjunction with the experimental 114.4 GeV 95% CL lower bound, leaves a narrow window for the mass of this fundamental particle.     

CERN实验观测到疑似Higgs玻色子的粒子

2012年7月4日,欧洲核子研究中心（CERN）发布新闻说,当日在CERN举行的学术讨论会上,在大型强子对撞机LHC上进行的两个实验（AT-LAS实验和CMS实验）的负责人报告了他们寻找Higgs（希格斯）粒子的最新的初步结果.这两个实验都观测到一种新的粒子,其质量在125—126GeV范围内．该讨论会作为在墨尔本举行的国际高能物理会议（ICHEP）的序幕,通过视频与ICHEP相连接,同时通过互联网向世界各地研究机构的同行转播．     

美国的超导超级对撞机

 1989年9月7日上午,美国参、众两院举行会议,表决通过了建造美国历史上最大的加速器--超导超级对撞机（Superconducting Super Collider,即SSC）的决定.这台加速器,是周长87公里的质子-质子对撞机,质心系能量40TeV(1TeV=10¹²电子伏),建造在德克萨斯州达拉斯市南郊农场地下50米左右,耗资60亿美元,由美国能源部领导,SSC实验室（命名为罗纳德·里根高能物理实验室,实验室主任为R·Schwitters）负责,在1998年建成.     

未来最有可能震动物理世界的实验

当CERN 的科学家2013 年7月宣布他们发现了希格斯玻色子的时候,描述所有已知粒子和相互作用的标准模型理论被认为已经发现了它框架结构最后一点所缺少的东西,这个东西就是被认为给出所有粒子质量来源的希格斯玻色子。这意味着当今时代的粒子物理学已经划上了圆满的句号。     

探索上帝粒子与质量起源

欧洲大型强子对撞机(LHC) 上发现的125 GeV新希格斯粒子可能成为标准模型预期的“上帝粒子”。这一革命性发现开启了探索宇宙中一切基本粒子质量起源的新时代,成为21世纪粒子物理学的转折点。文章着重介绍：(1) 探寻上帝粒子的重大科学意义;(2) 探索质量起源的历史,以及为什么牛顿力学和爱因斯坦相对论均未解决质量起源问题;(3) 神秘的真空与希格斯机制;(4) 上帝粒子是如何提出的和怎样在LHC上发现的;(5) 展望21世纪质量起源的探索与新物理定律的革命。     

大型强子对撞机（LHC）会导致世界末日的来临吗

2008年8月8日,建在欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机LHC被注入了第一束粒子,即将开始它在14TeV质心能量上的质子一质子对撞实验。粒子物理学家们对此翘首以待。尽管描述强、弱和电磁相互作用的标准模型已经取得了很大成功,但是它显然还不够完美。理论称,标准模型存在的漏洞应该由高能区的新物理来填补,这些新物理将得以通过LHC来研究。有些候选理论不过是对标准模型的简单修补,而我们最感兴趣是那些包含新时空观念的理论,这些新的时空正等着我们去发现。     

探索上帝粒子与质量起源

欧洲大型强子对撞机(LHC)上发现的125 GeV新希格斯粒子可能成为标准模型预期的"上帝粒子"。这一革命性发现开启了探索宇宙中一切基本粒子质量起源的新时代,成为21世纪粒子物理学的转折点。文章着重介绍:(1)探寻上帝粒子的重大科学意义;(2)探索质量起源的历史,以及为什么牛顿力学和爱因斯坦相对论均未解决质量起源问题;(3)神秘的真空与希格斯机制;(4)上帝粒子是如何提出的和怎样在LHC上发现的;(5)展望21世纪质量起源的探索与新物理定律的革命。     

宇宙节点和万物之源

 自古至今,我们生活的这个世界,有着无穷无尽的景象,从而使得人类对其产生浓厚的兴趣和无限的遐想。宇宙的运动规律到底是什么样,经过千百年探索和研究,人类对宇宙有了初步的了解和认识。从本质上讲,整个宇宙是由物质组成的,没有物质的真空不存在。整个宇宙中所有物质以运动的形式存在着。这些物质随着时间的推移,在一定宇宙条件下会不断产生和灭亡。原子经过自发裂变和感生裂变以及核聚变反应之后,从而产生新的其他原子和粒子;在一定条件下,光子将自身的能量传递给金属中的电子,使其脱离金属束缚后变为自由电子飞离金属;对于恒星来说,经过引力收缩阶段后,内部开始热核反应.     

大功率微波真空电子器件的应用

 大功率微波真空电子器件具有工作频率高、峰值和平均功率大等特点,已广泛应用于微波电子系统,在科学研究和国民经济方面的应用越来越广泛。在科学研究方面,它主要应用在高能粒子加速器和可控热核聚变加热装置等大型科学装置上,主要包括高峰值功率速调管、连续波和长脉冲高功率速调管和高功率回旋管等器件。在国民经济方面,则主要应用于天气雷达、导航雷达、医用和工业辐照加速器、电视广播和通信等微波电子系统,主要包括大功率脉冲和连续波速调管、分布作用速调管、行波管、磁控管和感应输出管等。为此,介绍了这些微波真空电子器件的技术现状、共性技术问题和发展趋势。     

大功率微波真空电子器件的应用

大功率微波真空电子器件具有工作频率高、峰值和平均功率大等特点,已广泛应用于微波电子系统,在科学研究和国民经济方面的应用越来越广泛。在科学研究方面,它主要应用在高能粒子加速器和可控热核聚变加热装置等大型科学装置上,主要包括高峰值功率速调管、连续波和长脉冲高功率速调管和高功率回旋管等器件。在国民经济方面,则主要应用于天气雷达、导航雷达、医用和工业辐照加速器、电视广播和通信等微波电子系统,主要包括大功率脉冲和连续波速调管、分布作用速调管、行波管、磁控管和感应输出管等。为此,介绍了这些微波真空电子器件的技术现状、共性技术问题和发展趋势。     

电子是圆的吗？

许多人想象认为,电子是圆形球对称的自旋的点粒子。然而,假如电子具有偶极矩,这将打破通常的图像,圆形将被拉长而变成椭圆形。现在,英国伦敦帝国大学的J.J.哈德孙(J. J. Hudson)与他的同事一起,利用超冷的氟化钇分子设置了电子的电偶极矩(edm)的最低值。分子的edm 值反映了非成对的电子的可能的偶极矩。