中国极化电子离子对撞机计划

• 作者: Kaptari L P 丁明慧 何军 崔著钫 常雷 戴凌云 曹须 李学潜 李德民 李民祥 李衡讷 桂龙成 畅宁波 邓维天 郭奉坤 陈卓俊 陈旭荣 韩成栋 黄虹霞 黄银 龚畅
• 来源期刊: 核技术
• 学科: 物理学
• 关键词: 电子离子对撞机 核子结构 核子质量 奇特强子态 量子色动力学 螺旋度 横动量依赖部分子分布 广义部分子分布 深度虚康普顿散射 深度虚介子散射 能量回收型直线加速器 极化度 自旋旋转器 三维成像
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 综述
• 页码范围: 1-59
• 页数: 59页
• 分类号: O571.1
• 字数: 50500字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.020001

摘要

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)×1033 cm?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.