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南师大参与的国际合作实验项目SuperKEKB对撞机亮度打破世界纪录

6月15日,日本高能加速器研究中心(KEK)的SuperKEKB对撞机取得了2.226×1034cm-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2.14×1034cm-2s-1的记录。6月21日,SuperKEKB对撞机亮度进一步提高,达到2.40×1034cm-2s-1的瞬时亮度。

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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8×1035cm-2s-1开心飞艇,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。

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    2020nian06yue26ri 10:09

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