近日,俄罗斯科学院西伯利亚分院核物理研究所(INP SB RAS)的科学家提出一项新建高能物理装置的计划,建议利用位于莫斯科州普罗特维诺地区一条建于苏联时期、全长21公里的现有隧道,建设一座新型高性能正负电子对撞机。该装置被命名为“Z工厂”,计划运行能量设定在产生Z玻色子的能区,与欧洲核子研究中心曾运行的大型正负电子对撞机相同,但其设计效率预计将达到后者的100至1000倍,可实现能量约100 GeV范围内的超高精度测量。

该项目的主要科学目标是对标准模型的相关参数进行比当前精度高二至三个数量级的超高精度测量,以期发现可能偏离该理论预言的新物理现象。除了研究Z玻色子本身,该装置还将能精确测量其衰变产物,如含有重夸克的粒子、μ子、τ轻子等,从而开启广泛的精确测量研究。研究所专家表示,由于可直接利用参数符合要求的现有隧道,该项目有望在10年内建成并投入运行,相较于需新建数十公里隧道的中欧同类规划项目,具备显著的时间与工程基础优势。
该提议与欧洲核子研究中心规划的未来环形对撞机、中国探讨中的大型环形对撞机等国际下一代对撞机项目,在超高精度测量方案上具有相似的科学目标。俄罗斯科学家强调,利用既有设施快速推进此类前沿基础研究设施建设,将有助于在该领域国际研究中占据有利地位。目前,普罗特维诺隧道由当地物理学家团队负责维护,保持其技术状态。