8月25日，我國新一代粒子物理研究利器——超級陶粲裝置關鍵技術攻關項目啟動會暨項目戰略發展研討會在中國科學技術大學舉行，近30位院士以及眾多來自全國各地的專家學者齊聚合肥。超級陶粲裝置是合肥綜合性國家科學中心擬建的大科學裝置，建成后，該裝置將成為國際高能物理中心之一，并有望在未來20至30年內保持相關能區科學研究的世界領先地位。
超級陶粲裝置是什么？
【資料圖】
超級陶粲裝置是我國主導的新一代高亮度正負電子對撞機，也是合肥綜合性國家科學中心擬建的大科學裝置之一，規劃建設于合肥未來大科學城。
裝置為何名為“陶粲”？記者獲悉，陶指的是“陶輕子”，粲即“粲夸克”。顧名思義，超級陶粲裝置所研究的科學領域正是粒子物理學，將用于探秘更多超乎想象的微觀世界。
這是一門十分專業而高深的學科，普通人或許不易理解，它涉及物質最深層次結構及其運動規律的學科，還與宇宙起源和演化等緊密相關。不過，粒子物理前沿研究其實可以拓展人類認知的邊界，擁有推動技術革新、社會進步的巨大潛力。
基于加速器的粒子物理是研究物質基本結構和相互作用的最有效途徑，該領域已經產生數十個諾貝爾獎得主，大國都有自己的高能粒子加速器。當前正在運行的高能粒子物理加速器有位于日內瓦的歐洲核子研究中心的大型強子對撞機、日本高能物理研究機構的超級B工廠、俄羅斯新西伯利亞核研究所的正負電子對撞機、中國高能物理研究所的北京正負電子對撞機等。
超級陶粲裝置有何作用？
目前，描述粒子物理學的標準模型理論在取得巨大成功的同時，也面臨一系列重大挑戰，例如宇宙中正反物質不對稱性、強相互作用中的夸克禁閉等迄今尚未解決的世紀難題。
而陶粲物理的主要研究對象是基本粒子中的陶輕子和粲夸克，計劃建造的超級陶粲裝置，將大量產生陶輕子和粲夸克用于實驗研究，成為該能區世界上最高對撞亮度，在探索這些科學難題方面具有獨特優勢。同時，還有望在奇特物質尋找和新物理探索等前沿基礎研究中取得重大突破。
中國科學院院士、中國科大教授、陶粲裝置關鍵技術攻關項目首席科學家趙政國介紹，未來，超級陶粲裝置建成后，將能通過快速亮度反饋、大數據獲取-存儲-傳輸-處理與分析等核心技術的研究突破，填補國內空白或將處于國際先進水平，帶動相應高新技術的發展。
“我們研究的對象是尺寸很小、能量很高的粒子，需要用現在最先進的方法和技術來建造大裝置，也就是加速器和探測器，來研究微觀世界的構成，這是非常有挑戰性的裝置。裝置建成后，有望發現一些超過我們目前已知理論的新現象。”趙政國說。
“除了在基礎科研方面，這項研究對于電子學、高精探測器等技術的發展都將起到很大的帶動作用。同時，為該領域人才的聚集與產出，走向國際前沿，都將提供一個很好的平臺。”中國科學院院士、復旦大學校長助理、科學技術研究院院長馬余剛表示。
建成后將成為國際高能物理中心之一
趙政國介紹，隨著超級陶粲裝置關鍵技術攻關項目啟動，該大科學裝置的預研階段也已進入后程關鍵階段，項目團隊將力爭在“十四五”期間完成項目預研和快脈沖磁場技術、快速亮度反饋、對撞點軌道快反饋等關鍵技術攻關，預計于2025年底完成關鍵技術攻關，達到項目預期目標。待裝置關鍵技術攻關完成后，將上報國家批準，積極爭取早日獲批建設，力爭在“十五五”期間正式開建。
自2012年以來，中國科大聯合國內外高校和研究機構組織開展了超級陶粲裝置項目的前期可行性研究。記者獲悉，在近十年先期研究的基礎上，“超級陶粲裝置關鍵技術攻關”項目將獲得安徽省、合肥市和中國科學技術大學4.2億的聯合資助。
“這一重大項目的推進，與安徽、合肥的創新基礎資源和大力支持密不可分。”趙政國介紹，目前，該項目已有80多家國內研究單位和來自法國、意大利、俄羅斯、德國、美國等30多所大學或研究機構的科學家參與討論并形成意愿性合作。
趙政國表示，超級陶粲裝置作為國際獨特的強相互作用研究和電弱精確測量的專用平臺，建成后將成為國際高能物理中心之一，并有望未來20至30年內保持相關能區科學研究的世界領先地位，對基礎科學研究、高新技術創新和復合型創新人才培育等也具有重大意義。
合報科學+融媒體工作室
合肥通客戶端-合報全媒體記者劉暢司晨
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