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对撞机加速器为‘新粒子新物理’而设计探索自然

(2020-03-11 21:44:38)
  
     高能物理学(high energy physics)又称粒子物理学基本粒子物理学,它是物理学的一个分支学科,研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构性质,和在很高的能量下,这些物质相互转化的现象,以及产生这些现象的原因和规律。它是一门基础学科,是当代物理学发展的前沿之一,并且交叉广联在凝聚态物理和天体粒子物理的有效探索。粒子物理学是以‘发现和’实验‘’为基础,而又基于实验和理论密切结合发展的粒子的量子化探索。当今在‘高能粒子物理’的前沿,是以发现‘新粒子+新物理’的新科技时代-探索并且“超越标准模型”,基础新粒子必会带动新材料的科学发展,深入开发‘维度粒子’能效粒子应用‘第一维度能效’粒子-如“中微子粒子”的束流通讯和微子激光,应用‘第二维度’粒子‘石墨烯’晶格的信息传导,应用‘第三维度’能效粒子开发纳米新材料等。新粒子高能粒子物理探索有在发现‘超对称粒子’-‘正负正反同体一体的马约拉纳费米子’-‘新粒子耦合的激发态’-‘新粒子的衍射’-‘新粒子的晶格信息传导’-‘惰性中微子粒子’-‘轴子粒子’-‘磁单极粒子’等的新的粒子物理科学未来应用。粒子物理是研究物质最深层次结构的前沿学科.在实验方面,大型高能加速器既对撞机是主要的实验手段,其以高亮度和高能量为发展目标,致力于新粒子的发现、标准模型的精确检验、以及寻找超出标准模型的新物理新粒子.简单介绍以高亮度为发展目标的北京正负电子对撞机、日本的超级正负电子对撞机,以及以高能量为发展目标的大型强子对撞机、处在研发阶段的环形正负电子对撞机上的一些物理课题的研究和目标. 对撞机还有电子离子对撞机Eic是一种大型粒子加速器被视为“超级多维电子显微镜”,可帮助科学家们观测微观物质世界中深层的内部结构。该白皮书由中国科学院近代物理研究所牵头完成,阐述了EicC的重要物理目标、加速器和探测器的概念设计等内容。来自中科院近代物理所、理论物理研究所、高能物理研究所、中国科学技术大学和北京大学等30多家单位的80余名专家参与白皮书的撰写。EicC建成后,将是世界上首台运行于海夸克能区、电子束流和离子束流均极化的Eic,主要物理目标包括海夸克一维和三维结构的精确测量,原子核结构与性质、奇特强子态和质子质量起源等重大基础科学问题的研究。下一步,科学家们将围绕提出的物理目标进行进一步模拟和理论研究,同时开展加速器和探测器核心关键技术预研。基于我国2050年大科学装置发展路线图的规划,近代物理所主导提出在强流重离子加速器装置(HIAF)的基础上建造EicCHIAF已于2018年底在广东省惠州市开工建设。对撞机加速器为‘新粒子新物理’而设计探索自然

  新华社华盛顿1月10日电(记者周舟)美国能源部9日宣布,选择在其下属的布鲁克黑文国家实验室建造一台新粒子对撞机“电子离子对撞机”(EIC),以深入研究使夸克结合在一起的强相互作用力。美能源部当天发布声明说,这台对撞机有望在未来十年建成,预计成本为16亿到26亿美元,资金将来自美国国会年度财政拨款。位于纽约的布鲁克黑文国家实验室目前拥有一台“相对论重离子对撞机”(RHIC),这是周长3.8千米的环形设施,金和铜等原子核在其中对撞,产生超热等离子体以模拟宇宙大爆炸之后瞬间的状态。研究人员计划利用这台对撞机的部分设备,并添加一个电子加速器,组成新的“电子离子对撞机”。美国能源部部长丹布鲁耶特在声明中说,“电子离子对撞机”将让美国在核物理研究和粒子加速器技术领域保持领先,这些是美国在科学上整体领先地位的关键组成部分。美能源部负责科学事务的副部长保罗达巴说,为“电子离子对撞机”开发的技术还有助于在人类健康、国家竞争力和国家安全领域取得突破。目前理论认为,原子核中的质子和中子由夸克组成,使夸克结合在一起的是强相互作用力。但科学界对这种基本作用力还缺乏了解,因此希望通过建造新对撞机来加强探索。

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