“最近，我們生產(chǎn)的環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（CEPC）中的核心部件‘超導(dǎo)高頻腔’取得突破，可以媲美國際最好水平。另外，速調(diào)管的第一階段樣機(jī)去年也基本達(dá)標(biāo)。這兩個(gè)部件是CEPC最關(guān)鍵的設(shè)備，也是科研團(tuán)隊(duì)此前心里最沒有底的設(shè)備，但我們最終實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)制造，并達(dá)到國際領(lǐng)先水平?！?月4日，接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)，全國人大代表、中科院院士、中科院高能物理研究所所長王貽芳，語氣中帶著一絲興奮。他表示，目前CEPC正在優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，科學(xué)家們力圖通過技術(shù)方案的設(shè)計(jì)、各種參數(shù)的重組，使設(shè)備達(dá)到最高性能，爭取“十四五”完成CEPC所有的技術(shù)設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研。
全國人大代表、中科院院士、中科院高能物理研究所所長王貽芳。受訪者供圖
對(duì)于CEPC，科學(xué)家們寄予厚望，他們希望借此研究希格斯粒子、宇宙早期演化、反物質(zhì)丟失、暗物質(zhì)等一些未解的關(guān)鍵科學(xué)問題和新的物理規(guī)律。
“CEPC有上萬個(gè)部件，每個(gè)部件都要穩(wěn)定可靠、‘萬無一失’，如果每個(gè)部件都容忍哪怕萬分之一的失效率，那一萬個(gè)部件湊起來，設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行將無從談起?！睘榱恕叭f無一失”，王貽芳帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)向極致要質(zhì)量。
CEPC將由加速器和探測器兩部分組成。超導(dǎo)高頻腔，是加速器的加速部件，“加速器通過微波加速，而微波被收納在一個(gè)金屬材質(zhì)的超導(dǎo)高頻腔中，如果超導(dǎo)腔的超導(dǎo)材料無瑕疵、電阻很低，微波的損耗就會(huì)降到最低，設(shè)備運(yùn)行所需的低溫功率就會(huì)降低，這會(huì)讓設(shè)備運(yùn)行更穩(wěn)定、更節(jié)省造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用?！蓖踬O芳說，他們生產(chǎn)的超導(dǎo)高頻腔微波損耗率之低已經(jīng)媲美國際水平。
此外，給超導(dǎo)高頻腔提供微波功率的速調(diào)管樣機(jī)在去年也基本達(dá)標(biāo)，其功率和效率達(dá)到目前的國際先進(jìn)水平，“核心指標(biāo)是效率，轉(zhuǎn)化效率高的話，速調(diào)管的耗電少、成本低。我們設(shè)計(jì)的一款國際最高效率的速調(diào)管正在制造，今年年底就會(huì)出來。另外我們還要追求壽命長，可靠性高，這還需要時(shí)間來驗(yàn)證?！?/p>
展現(xiàn)在CEPC面前的，還有一片星辰大海。王貽芳透露，目前，團(tuán)隊(duì)還在繼續(xù)研究、優(yōu)化設(shè)計(jì)束流對(duì)撞點(diǎn)，使得粒子探測器的性能最優(yōu)。
“對(duì)撞點(diǎn)附近的空間有限，直徑大約五六米，長度大約六七米，而內(nèi)部核心的束流對(duì)撞點(diǎn)只有十微米，束流管道也只有約兩厘米，要在束流管道外包裹一層層設(shè)備，填滿直徑五六米的空間，需要設(shè)備間嚴(yán)絲合縫地設(shè)計(jì)、裝配，并預(yù)留空間，方便電纜走線及未來的維修、拆卸?！蓖踬O芳說，另一個(gè)挑戰(zhàn)在于，對(duì)撞點(diǎn)附近的輻射本底強(qiáng)，探測器是否能耐受，還需要摸索驗(yàn)證。如何降低輻射，如何讓束流更聚焦等問題，科研團(tuán)隊(duì)還在優(yōu)化。
“設(shè)備的每一項(xiàng)技術(shù)都在探索中迭代，我們還要預(yù)估未來3-5年的技術(shù)發(fā)展?jié)摿?，并將那時(shí)的技術(shù)指標(biāo)作為目前的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，這要求我們對(duì)技術(shù)，對(duì)未來發(fā)展速度的預(yù)估都必須是正確的?！?/p>
江門中微子實(shí)驗(yàn)是王貽芳領(lǐng)銜的又一項(xiàng)重大科學(xué)項(xiàng)目。他告訴科技日報(bào)記者，“目前，實(shí)驗(yàn)站的隧道建設(shè)基本完成，現(xiàn)在正在建設(shè)水泥池，相關(guān)設(shè)備基本克服了技術(shù)困難，正在批量生產(chǎn)中，有些已經(jīng)完成，今年下半年可以開始安裝?！蓖踬O芳說，實(shí)驗(yàn)的絕大部分部件都是在江蘇生產(chǎn)完成的，現(xiàn)在正在做安裝前的準(zhǔn)備，因?yàn)榇蟛糠衷O(shè)備還要做測試，要檢驗(yàn)它們是否合格，然后再清洗，組裝成模塊，再將模塊組裝成儀器。
“預(yù)計(jì)后年，實(shí)驗(yàn)站將建成投入使用?！蓖踬O芳說。
（源自《科技日報(bào)》公眾號(hào) 原地址：https://mp.weixin.qq.com/s/6R6bpfa1Zc2Orzpy59Epfg）
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