合肥拟建新一代粒子物理研究“利器”

8月25日，我国新一代粒子物理研究利器——超级陶粲装置关键技术攻关项目启动会暨项目战略发展研讨会在中国科学技术大学举行，近30位院士以及众多来自全国各地的专家学者齐聚合肥。超级陶粲装置是合肥综合性国家科学中心拟建的大科学装置，建成后，该装置将成为国际高能物理中心之一，并有望在未来20至30年内保持相关能区科学研究的世界领先地位。

超级陶粲装置是什么？

超级陶粲装置是我国主导的新一代高亮度正负电子对撞机，也是合肥综合性国家科学中心拟建的大科学装置之一，规划建设于合肥未来大科学城。

装置为何名为“陶粲”？记者获悉，陶指的是“陶轻子”，粲即“粲夸克”。顾名思义，超级陶粲装置所研究的科学领域正是粒子物理学，将用于探秘更多超乎想象的微观世界。

这是一门十分专业而高深的学科，普通人或许不易理解，它涉及物质最深层次结构及其运动规律的学科，还与宇宙起源和演化等紧密相关。不过，粒子物理前沿研究其实可以拓展人类认知的边界，拥有推动技术革新、社会进步的巨大潜力。

基于加速器的粒子物理是研究物质基本结构和相互作用的最有效途径，该领域已经产生数十个诺贝尔奖得主，大国都有自己的高能粒子加速器。当前正在运行的高能粒子物理加速器有位于日内瓦的欧洲核子研究中心的大型强子对撞机、日本高能物理研究机构的超级B工厂、俄罗斯新西伯利亚核研究所的正负电子对撞机、中国高能物理研究所的北京正负电子对撞机等。

超级陶粲装置有何作用？

目前，描述粒子物理学的标准模型理论在取得巨大成功的同时，也面临一系列重大挑战，例如宇宙中正反物质不对称性、强相互作用中的夸克禁闭等迄今尚未解决的世纪难题。

而陶粲物理的主要研究对象是基本粒子中的陶轻子和粲夸克，计划建造的超级陶粲装置，将大量产生陶轻子和粲夸克用于实验研究，成为该能区世界上最高对撞亮度，在探索这些科学难题方面具有独特优势。同时，还有望在奇特物质寻找和新物理探索等前沿基础研究中取得重大突破。

中国科学院院士、中国科大教授、陶粲装置关键技术攻关项目首席科学家赵政国介绍，未来，超级陶粲装置建成后，将能通过快速亮度反馈、大数据获取-存储-传输-处理与分析等核心技术的研究突破，填补国内空白或将处于国际先进水平，带动相应高新技术的发展。

“我们研究的对象是尺寸很小、能量很高的粒子，需要用现在最先进的方法和技术来建造大装置，也就是加速器和探测器，来研究微观世界的构成，这是非常有挑战性的装置。装置建成后，有望发现一些超过我们目前已知理论的新现象。”赵政国说。

“除了在基础科研方面，这项研究对于电子学、高精探测器等技术的发展都将起到很大的带动作用。同时，为该领域人才的聚集与产出，走向国际前沿，都将提供一个很好的平台。”中国科学院院士、复旦大学校长助理、科学技术研究院院长马余刚表示。

建成后将成为国际高能物理中心之一

赵政国介绍，随着超级陶粲装置关键技术攻关项目启动，该大科学装置的预研阶段也已进入后程关键阶段，项目团队将力争在“十四五”期间完成项目预研和快脉冲磁场技术、快速亮度反馈、对撞点轨道快反馈等关键技术攻关，预计于2025年底完成关键技术攻关，达到项目预期目标。待装置关键技术攻关完成后，将上报国家批准，积极争取早日获批建设，力争在“十五五”期间正式开建。

自2012年以来，中国科大联合国内外高校和研究机构组织开展了超级陶粲装置项目的前期可行性研究。记者获悉，在近十年先期研究的基础上，“超级陶粲装置关键技术攻关”项目将获得安徽省、合肥市和中国科学技术大学4.2亿的联合资助。

“这一重大项目的推进，与安徽、合肥的创新基础资源和大力支持密不可分。”赵政国介绍，目前，该项目已有80多家国内研究单位和来自法国、意大利、俄罗斯、德国、美国等30多所大学或研究机构的科学家参与讨论并形成意愿性合作。

赵政国表示，超级陶粲装置作为国际独特的强相互作用研究和电弱精确测量的专用平台，建成后将成为国际高能物理中心之一，并有望未来20至30年内保持相关能区科学研究的世界领先地位，对基础科学研究、高新技术创新和复合型创新人才培育等也具有重大意义。

合报科学+融媒体工作室

合肥通客户端-合报全媒体记者 刘畅司晨