技术装备 > 电子加速器 > 正文

SuperKEKB 对撞机亮度打破世界纪录

发布:2020-06-28 09:50:44     来源:中科院高能所
6月15日,日本高能加速器研究中心(KEK)的SuperKEKB对撞机取得了2.226×10^34 cm^-2s^-1的瞬时亮度。该亮度刷新了此前由欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)于2018年创造的2.14 ×10^34 cm^-2s^-1的记录。6月21日, SuperKEKB对撞机亮度进一步提高,达到2.40×10^34 cm^-2s^-1的瞬时亮度。

SuperKEKB对撞机的成就是包括中国在内的世界各国通力合作的结晶,也为我国新一代对撞机的设计建造提供了思路。工作在该装置上的Belle II探测器由Belle II国际合作组建造,该合作组聚集了全世界26个国家和地区115个研究单位的约1000名物理学家和工程师,从事标准模型的精确检验及超出标准模型新物理的寻找等开放性前沿课题的研究。超高亮度的SuperKEKB是采集海量实验数据,研究稀有过程的保障,为Belle II合作组的物理学家们探索自然创造了前所未有的条件。

我国自1997年与KEK签署协议参加B介子工厂——KEKB及Belle实验的合作,2010年开始参加了上述实验的升级工作。Belle II中国组目前包括中国科学院高能物理研究所、中国科学技术大学、北京大学、复旦大学等九个单位,在Belle II实验的设计与建造、调试与运行维护、软件开发与科学计算等方面都作出了重要贡献,我国将重点参与B介子物理、中性D介子混合与CP破坏和奇特强子态的研究。

日本高能加速器研究机构位于日本筑波市,是世界上主要的高能物理研究中心之一。SuperKEKB对撞机是该中心运行的大型超高亮度非对称正负电子对撞装置,其对撞能量瞄准B介子能区,被称作超级B介子工厂。其前身KEKB对撞机在1999-2010年运行期间也曾创造并长期保持了对撞亮度的世界纪录,直到2018年被LHC对撞机在p-p对撞中赶超。

对撞亮度是指粒子束团对撞过程中,单位时间单位横截面内发生对撞的粒子数量。因此,更高的亮度意味着更高的数据采集能力,是对撞机最核心的性能指标之一。SuperKEKB的设计亮度高达8 ×10^35 cm^-2s^-1,是当前亮度记录的约40倍。为保证这一史无前例的技术指标能够顺利实现,SuperKEKB计划使用的束流强度约为KEKB的两倍,在设计上则首次采用了新的“纳米束”方案(“nano-beam” scheme),即在正负电子束团对撞区域,通过两个超导四极磁铁提供的磁场,压缩束团垂直方向的尺寸至50纳米左右(即一个普通病毒的尺寸),使束团垂直方向变得更致密,同时增大正负束团水平交叉角,以减小交叉面积,从而在束团长度不变的情况下增加对撞的有效截面,提高对撞亮度。

目前,获取亮度记录时应用的束流强度仍只相当于KEKB的1/3至1/2;束团垂直方向的尺寸压缩至220纳米左右。这意味着SuperKEKB的亮度在未来还有很大的上升空间。


SuperKEKB对撞机亮度达到2.40×10^34 cm^-2s^-1的瞬时亮度

新的“纳米束”方案(“nano-beam” scheme)

推荐阅读
我国电子直线加速器出口泰国

我国电子直线加速器出口泰国

中国核技术网讯:近日,随着装有加速器的货车驶出原子能院并开赴首都机场海关,由中核集团原子能院核技术所研制生产的无损检测用电子直线加速器运往泰国,这是继2018年原子能院加速器首次出口土耳其后的再次出口。电子加速器 1576921860
首台

首台"四川造"医用电子直线加速器投用 用于癌症放疗

中国核技术网讯:7月12日,我省首台自主研发的医用电子直线加速设备在成都市温江区人民医院投入使用。这是由我省企业自主研发和制造的设备,主要用于癌症放射治疗。近年来,随着癌症放射治疗仪器的迅速发展以及放疗理念的不 1499853060
乌拉特前旗人民医院最新引进 国内最先进的肿瘤放疗全套设备 东软NMSR600型医用电子直线加速器

乌拉特前旗人民医院最新引进 国内最先进的肿瘤放疗全套设备 东软NMSR600型医用电子直线加速器

中国核技术网讯:乌拉特前旗人民医院肿瘤放疗科最新引进国内先进的肿瘤放疗全套设备东软NMSR600型医用电子直线加速器、全自动多叶光栅、三维适形放射治疗计划系统、放疗网络系统、西门子64排128层CT模拟定位系统等。与 1509011460
中广核高能辐照电子直线加速器进入巴基斯坦市场

中广核高能辐照电子直线加速器进入巴基斯坦市场

4月26日,中广核核技术应用有限公司旗下的中广核中科海维科技发展有限公司(下称中科海维)与巴基斯坦海运集团签署协议,销售一台10MeV 20kW高能辐照电子直线加速器。这是我国核技术产品在海外市场的又一突破。中广核核技 1463737860
中广核集团与辽宁泰兴生物科技公司合力打造 电子直线加速器辐照消毒杀菌项目进入设备安装阶段

中广核集团与辽宁泰兴生物科技公司合力打造 电子直线加速器辐照消毒杀菌项目进入设备安装阶段

中国核技术网讯:9月14日,一辆满载电子直线加速器辐照消毒杀菌设备的大货车在隆隆的鞭炮声中,徐徐开进高新区辽宁泰兴公司刚刚建成的新厂房前,工人们卸下车上的设备进入设备安装现场。这一场景让在场的人们无不感到欢欣鼓 1579427525
阅读排行榜