"国科大粒子加速器前沿讲座"
粒子物理学是探索宇宙基本构成和基本力的科学领域,而粒子加速器则是实现这一探索的关键工具。标题提到的"因素高能量或高亮度-粒子加速器高能量前沿-2019"指的是在粒子物理学研究中,有两种主要的加速器类型:高能量前沿和高亮度前沿。
高能量前沿的粒子加速器如SSC(超级超导对撞机)、LHC(大型强子对撞机)、SppC(环形正负电子对撞机)、SLC(斯坦福直线加速器中心)和ILC(国际直线对撞机),它们的主要目标是达到极高的能量,以便能够创建并研究在自然界中无法自然形成的极端条件。这些机器通常用于寻找新的基本粒子,例如LHC发现了希格斯玻色子,这是一种解释其他粒子如何获得质量的关键粒子。
高亮度前沿的加速器包括LEP(卢瑟福实验室的电子正电子对撞机)、KEKB(日本高能加速器研究机构的B介子工厂)、PEPII(斯坦福线性加速器中心的正负电子对撞机)、BEPCII(北京正负电子对撞机II)以及HL-LHC(高亮度LHC)和CEPC(未来环形正负电子对撞机)。这些机器虽然可能没有那么高的能量,但它们可以产生极高密度的粒子束,使得每秒内发生的碰撞次数大大增加,从而在特定能量下获取更丰富的数据,适合对已知粒子进行精确测量和深入研究。
亮度是一个衡量粒子加速器性能的重要指标,特别是对于对撞机而言。对于e+e-对撞机,亮度公式描述了单位时间内对撞机产生的相撞粒子对的数量。亮度越高,实验结果的统计精度就越高,科学家就能更准确地测量粒子的性质和相互作用。
裴国玺在2019年的讲座中强调了粒子加速器在科学研究中的重要性,特别是在回答关于物质的本质、宇宙的起源、生命的本质和心智的工作方式这四大基本问题上。粒子加速器通过不断提高能量、功率、时间和空间分辨率,持续推动着科学技术的创新,为我们揭示宇宙的秘密打开了新的视野。
例如,第一台正负电子对撞机AdA于1961年问世,标志着粒子物理实验的一个重要里程碑。随着技术的发展,我们能够设计和建造更大、更复杂、性能更强的加速器,如LHC和未来可能的SppC,它们将继续挑战能量的极限,寻找超出标准模型的新物理现象。
粒子加速器在粒子物理学研究中扮演着至关重要的角色,它们不仅是探测基本粒子和理解宇宙法则的利器,也是科技进步和人类智慧的象征。通过不断提升能量和亮度,科学家们不断深化对物质世界基础的理解,同时也推动了相关技术的发展,影响着我们的日常生活。