本文概述了基于粒子加速器的核物理研究主要的前沿方向和重要科学问题,分析了用于核物理研究的粒子加速器大科学装置发展现状和未来发展态势.国家"十二五"重大科技基础设施"强流重离子加速器装置"(High Intensity h...本文概述了基于粒子加速器的核物理研究主要的前沿方向和重要科学问题,分析了用于核物理研究的粒子加速器大科学装置发展现状和未来发展态势.国家"十二五"重大科技基础设施"强流重离子加速器装置"(High Intensity heavy-ion Accelerator Facility,HIAF)和"加速器驱动的嬗变研究装置"(China Initiative Accelerator Driven System,CiADS)正在广东惠州建设.以HIAF和CiADS为基础,本文提出建设用于核物理及其交叉前沿研究的大型带电粒子加速器集群装置——高亮度电子-离子研究装置(Bright Electron and Ion Research Facility,BEIF).依托BEIF装置拟开展的核物理前沿研究方向包括原子核结构、核天体物理、核子结构、夸克物质相结构,以及基础物理若干重要前沿与核物理的交叉,如高离化态原子物理、重离子驱动的高能量密度物理等.BEIF是由多台超导直线加速器、同步加速器、储存环、反应堆和各类大型实验探测器及实验终端等组成的大科学装置集群.BEIF计划分三期进行建设,建成后的装置将极大地推动我国的核物理和核科学技术研究能力的提升.展开更多
轻子散射实验是探索核子与原子核结构的理想工具。中国电子离子对撞机(Electron Ion Collider in China,EicC)建议书设想在已开建的强流重离子加速器装置(High Intensity heavy ion Accelerator Facility,HIAF)的基础上,升级质子束流为2...轻子散射实验是探索核子与原子核结构的理想工具。中国电子离子对撞机(Electron Ion Collider in China,EicC)建议书设想在已开建的强流重离子加速器装置(High Intensity heavy ion Accelerator Facility,HIAF)的基础上,升级质子束流为20 GeV的极化束流,并建造2.8~5 GeV极化电子束流,从而实现质心系能量为15~20 GeV的双极化电子-离子对撞。EicC设计的亮度为(2~4)×10^33cm^-2·s^-1,质子束流极化率达到70%,电子束流极化率达到80%。该装置除了能提供极化轻离子束流(例如:氦-3)外,也可产生非极化重离子束流(碳-12~铀-238)。EicC将聚焦核子海夸克部分子结构、原子核物质结构与性质、奇特强子态三个方面的物理研究。高亮度、高精度的对撞机有助于精确地测量核子结构函数并对核子进行三维成像,揭示强相互作用的动力学规律;原子核部分子分布包括核子短程关联以及原子核介质效应同样是该提案的重要科学目标;EicC能区接近重味夸克产生阈值,在研究重味强子谱方面拥有低背景的独特优势,有助于发现研究新的奇特强子态。质子质量起源问题也可以通过重味矢量介子的产生来研究。为了完成上述物理目标,我们将利用最先进的探测器技术建造接近全立体角覆盖的EicC对撞机谱仪。在准备EicC白皮书的过程中,我们得到世界各国专家的支持。EicC的物理与已有的实验和美国即将建设的EIC中的物理项目相互补充。EicC的建成及运行有望引领前沿的中高能核物理研究,使我国在加速器和探测器先进技术等领域实现跨越式发展,为我国核物理与强子物理以及相关科学领域提供大型综合实验平台与人才培养基地。展开更多
文摘本文概述了基于粒子加速器的核物理研究主要的前沿方向和重要科学问题,分析了用于核物理研究的粒子加速器大科学装置发展现状和未来发展态势.国家"十二五"重大科技基础设施"强流重离子加速器装置"(High Intensity heavy-ion Accelerator Facility,HIAF)和"加速器驱动的嬗变研究装置"(China Initiative Accelerator Driven System,CiADS)正在广东惠州建设.以HIAF和CiADS为基础,本文提出建设用于核物理及其交叉前沿研究的大型带电粒子加速器集群装置——高亮度电子-离子研究装置(Bright Electron and Ion Research Facility,BEIF).依托BEIF装置拟开展的核物理前沿研究方向包括原子核结构、核天体物理、核子结构、夸克物质相结构,以及基础物理若干重要前沿与核物理的交叉,如高离化态原子物理、重离子驱动的高能量密度物理等.BEIF是由多台超导直线加速器、同步加速器、储存环、反应堆和各类大型实验探测器及实验终端等组成的大科学装置集群.BEIF计划分三期进行建设,建成后的装置将极大地推动我国的核物理和核科学技术研究能力的提升.
文摘轻子散射实验是探索核子与原子核结构的理想工具。中国电子离子对撞机(Electron Ion Collider in China,EicC)建议书设想在已开建的强流重离子加速器装置(High Intensity heavy ion Accelerator Facility,HIAF)的基础上,升级质子束流为20 GeV的极化束流,并建造2.8~5 GeV极化电子束流,从而实现质心系能量为15~20 GeV的双极化电子-离子对撞。EicC设计的亮度为(2~4)×10^33cm^-2·s^-1,质子束流极化率达到70%,电子束流极化率达到80%。该装置除了能提供极化轻离子束流(例如:氦-3)外,也可产生非极化重离子束流(碳-12~铀-238)。EicC将聚焦核子海夸克部分子结构、原子核物质结构与性质、奇特强子态三个方面的物理研究。高亮度、高精度的对撞机有助于精确地测量核子结构函数并对核子进行三维成像,揭示强相互作用的动力学规律;原子核部分子分布包括核子短程关联以及原子核介质效应同样是该提案的重要科学目标;EicC能区接近重味夸克产生阈值,在研究重味强子谱方面拥有低背景的独特优势,有助于发现研究新的奇特强子态。质子质量起源问题也可以通过重味矢量介子的产生来研究。为了完成上述物理目标,我们将利用最先进的探测器技术建造接近全立体角覆盖的EicC对撞机谱仪。在准备EicC白皮书的过程中,我们得到世界各国专家的支持。EicC的物理与已有的实验和美国即将建设的EIC中的物理项目相互补充。EicC的建成及运行有望引领前沿的中高能核物理研究,使我国在加速器和探测器先进技术等领域实现跨越式发展,为我国核物理与强子物理以及相关科学领域提供大型综合实验平台与人才培养基地。
