“最近，我们生产的环形正负电子对撞机（CEPC）中的核心部件‘超导高频腔’取得突破，可以媲美国际最好水平。另外，速调管的第一阶段样机去年也基本达标。这两个部件是CEPC最关键的设备，也是科研团队此前心里最没有底的设备，但我们最终实现了国内制造，并达到国际领先水平。”3月4日，接受科技日报记者采访时，全国人大代表、中科院院士、中科院高能物理研究所所长王贻芳，语气中带着一丝兴奋。他表示，目前CEPC正在优化设计方案，科学家们力图通过技术方案的设计、各种参数的重组，使设备达到最高性能，争取“十四五”完成CEPC所有的技术设计和关键技术预研。
全国人大代表、中科院院士、中科院高能物理研究所所长王贻芳。受访者供图
对于CEPC，科学家们寄予厚望，他们希望借此研究希格斯粒子、宇宙早期演化、反物质丢失、暗物质等一些未解的关键科学问题和新的物理规律。
“CEPC有上万个部件，每个部件都要稳定可靠、‘万无一失’，如果每个部件都容忍哪怕万分之一的失效率，那一万个部件凑起来，设备的稳定运行将无从谈起。”为了“万无一失”，王贻芳带领团队向极致要质量。
CEPC将由加速器和探测器两部分组成。超导高频腔，是加速器的加速部件，“加速器通过微波加速，而微波被收纳在一个金属材质的超导高频腔中，如果超导腔的超导材料无瑕疵、电阻很低，微波的损耗就会降到最低，设备运行所需的低温功率就会降低，这会让设备运行更稳定、更节省造价和运行费用。”王贻芳说，他们生产的超导高频腔微波损耗率之低已经媲美国际水平。
此外，给超导高频腔提供微波功率的速调管样机在去年也基本达标，其功率和效率达到目前的国际先进水平，“核心指标是效率，转化效率高的话，速调管的耗电少、成本低。我们设计的一款国际最高效率的速调管正在制造，今年年底就会出来。另外我们还要追求寿命长，可靠性高，这还需要时间来验证。”
展现在CEPC面前的，还有一片星辰大海。王贻芳透露，目前，团队还在继续研究、优化设计束流对撞点，使得粒子探测器的性能最优。
“对撞点附近的空间有限，直径大约五六米，长度大约六七米，而内部核心的束流对撞点只有十微米，束流管道也只有约两厘米，要在束流管道外包裹一层层设备，填满直径五六米的空间，需要设备间严丝合缝地设计、装配，并预留空间，方便电缆走线及未来的维修、拆卸。”王贻芳说，另一个挑战在于，对撞点附近的辐射本底强，探测器是否能耐受，还需要摸索验证。如何降低辐射，如何让束流更聚焦等问题，科研团队还在优化。
“设备的每一项技术都在探索中迭代，我们还要预估未来3-5年的技术发展潜力，并将那时的技术指标作为目前的设计基准，这要求我们对技术，对未来发展速度的预估都必须是正确的。”
江门中微子实验是王贻芳领衔的又一项重大科学项目。他告诉科技日报记者，“目前，实验站的隧道建设基本完成，现在正在建设水泥池，相关设备基本克服了技术困难，正在批量生产中，有些已经完成，今年下半年可以开始安装。”王贻芳说，实验的绝大部分部件都是在江苏生产完成的，现在正在做安装前的准备，因为大部分设备还要做测试，要检验它们是否合格，然后再清洗，组装成模块，再将模块组装成仪器。
“预计后年，实验站将建成投入使用。”王贻芳说。
（源自《科技日报》公众号 原地址：https://mp.weixin.qq.com/s/6R6bpfa1Zc2Orzpy59Epfg）
附件下载：
