Kruhový elektronový pozitronový urychlovač - Circular Electron Positron Collider

The Kruhový elektronový pozitronový urychlovač je elektronový pozitronový urychlovač poprvé navrženo čínskou komunitou fyziky vysokých energií v roce 2012. Tento stroj by mohl být později upgradován na vysokoenergetický proton-protonový urychlovač, jehož potenciál daleko přesahuje současnou produkci Higgsova bosonu.[1][2] Nízká Higgsova hmotnost ~ 125 GeV umožňuje kruhový elektronový pozitronový urychlovač (CEPC) jako továrnu Higgs, která má tu výhodu, že má vyšší poměr svítivosti k nákladům a má potenciál být upgradován na proton-protonový urychlovač, aby dosáhl nebývalé vysoké energie a objevil nová fyzika. Cílem podzemního prstence rozbíjejícího se částice je být minimálně dvakrát větší než současný přední srážeč planety - Velký hadronový urychlovač (CERN) mimo Ženevu. S obvodem 80 kilometrů (49,70 mil) by čínský komplex urychlovače obklopil celý ostrov Manhattan.

Parametry stroje

Parametry akcelerátoru

Následující parametry odrážejí „základní“ konfiguraci urychlovače s obvodem 53,6 km a energií těžiště 2 × 120 GeV.[3] Jelikož je projekt v raných fázích plánování, mohou se změnit.

VlastnictvíJednotkaHodnotaVlastnictvíJednotkaHodnota
Energie paprsku (E)GeV120Lorentzův faktor (y)234834.66
Obvod (C)km53.6Období revoluce (T0)s1.79·10−4
Zářivost (L)cm−2s−11.80·1034Frekvence otáček (F0)Hz5591.66
SR výkon / paprsek (P)MW50Magnetická tuhost (Bp)T · m400.27
Poloměr ohybu (ρ)m6094Zhutnění hybnosti faktor (αp)4.15·10−5
NIP2Kruh pro přijetí energie (η)0.02
nB50Průřez pro radiační Bhabha rozptyl (σee)cm21.53·10−25
Faktor plnění (κ)0.71Životnost v důsledku radiačního rozptylu Bhabhy (τL)min56.03
Doba akumulace polarizace (τp)min21

Fyzikální program

CEPC umožňuje široký fyzikální program. Jako urychlovač elektronů a pozitronů je vhodný pro přesná měření, ale má také silný objevný potenciál pro novou fyziku. Některé možné fyzikální cíle zahrnují:

  • Higgsova měření: CEPC je mírně nad výrobním prahem pro ZH a je Higgsovým závodem. V průběhu desetiletého běhu se plánuje shromáždit 5 ab−1 se dvěma detektory, což odpovídá přibližně jednomu milionu vyrobených Higgsových Bosonů.[4] Jedním z cílů je být schopen měřit průřez výroby ZH s přesností 0,5%. Mezi další cíle patří měření vlastní vazby Higgs Boson a její vazby na jiné částice.
  • Při běhu na vrcholu Z se provádí přesné měření hmotnosti Z Bosonu a dalších vlastností, např. spojku Zbb̅ lze vyrobit.[5]
  • Fyzika nad rámec standardního modelu:[6] Navzdory nižší energii těžiště ve srovnání s LHC bude CEPC schopen provádět objevy nebo výluky v určitých scénářích, kde LHC nemůže. Prominentní situace je, když existuje supersymetrie, ale masy superpartnerů jsou si velmi blízké (téměř zdegenerované). V tomto případě, když se jedna částice SUSY rozpadne na jinou plus částice standardního modelu, částice SM pravděpodobně unikne detekci v hadronovém urychlovači. U e + e-urychlovače, protože počáteční stav je zcela znám, je možné tyto události detekovat podle jejich chybějící energie (energie odnášená částicemi SUSY a neutrin).

Možná časová osa

  • Předběžné studie, výzkum a vývoj a přípravné práce
  • Pre-studie: 2013-15
  • Pre-CDR (Conceptual Design Report) do konce roku 2014 pro žádost o financování výzkumu a vývoje
  • Výzkum a vývoj: 2016-2020
  • Inženýrský design: 2015-2020
  • Stavba: 2021-2027
  • Pořizování dat: 2028-2035

Reference

  1. ^ http://cepc.ihep.ac.cn/ Kruhový elektronový pozitronový urychlovač - CEPC
  2. ^ http://www.aljazeera.com/indepth/features/2014/09/china-unveils-world-largest-supercollider-science-physi-2014919131524321817.html Čína plánuje největší superkollider na světě
  3. ^ http://cepc.ihep.ac.cn/intro.html Projekt CEPC
  4. ^ LOU, Xinchou. „Přehled projektu CEPC“ (PDF). Workshop o fyzice na CEPC, 10. – 12. Srpna 2015
  5. ^ Gu, Jiayin. „Probing Zbb̅ coupling at the CEPC“ (PDF). Workshop o fyzice na CEPC, 10. – 12. Srpna 2015
  6. ^ Craig, Nathaniel. „Přirozenost a Higgsova měření“ (PDF). Workshop o fyzice na CEPC, 10. – 12. Srpna 2015