大科学装置前沿研究重点专项2018年度项目申报指南.PDF

“大科学装置前沿研究”重点专项 2018 年度项目申报指南 1. Higgs 粒子的特性研究和超出标准模型新物质寻找 1.1 CMS 实验Run-2 数据的物理研究 研究内容：利用CMS 实验获取的Run-2 数据进行物理 分析研究，研究希格斯粒子的性质；寻找超越标准模型的新 物理现象。 考核指标：测量希格斯粒子的质量，精度比Run-1 结果 提高20% ，测量希格斯到4 轻子截面的精度提高1 倍，观测 ttH 过程显示度达到5 倍标准差，检验希格斯与top 夸克的耦 合是否与标准模型相符合。寻找ZZ 和WW 新的共振态，如 果没有找到新粒子，则新粒子产生截面的上限有显著下降， 在1TeV，窄宽度假设下，新粒子产生截面的上限下降1 倍。 观测标准模型稀有过程电弱规范玻色子加光子加喷注末态 的显示度达到5 倍标准差，检验其产生截面是否与标准模型 预言相符合。 1.2 Atlas 实验Run-2 数据物理分析 研究内容：利用ATLAS 实验获取的Run-2 数据进行物 理分析研究，测量希格斯粒子粒子的性质，寻找超出标准模 型的新物理现象。 考核指标：对希格斯粒子性质的测量，统计误差为主的 1 情况下的测量精度比Run-1 数据提高2-3 倍，系统误差为主 的测量着重研究改进系统误差的方法；首次确定希格斯粒子 的费米子衰变模式并测量其耦合性质；首次在 LHC 13TeV 能区对标准模型过程进行精确检验，特别是完成WW 和ZZ 散射过程的寻找和测量研究；对SUSY、W’/Z’，重希格斯粒 子等超出标准模型新粒子的寻找，可以利用这些分析的敏感 度在Run-2 数据的显著提高，从实验上进一步排除或观测到 这些粒子产生的迹象。 2. 中微子属性和宇宙线本质的研究 依托大亚湾中微子实验设施和和高海拔宇宙线观测设 施、开展中微子属性和宇宙线本质前沿科学问题的研究。 2.1 中微子实验物理研究 研究内容：利用大亚湾实验装置进行中微子theta13 参数 测量和新物理寻找；中微子振荡的全局分析；针对江门中微 子实验的超新星中微子、地球中微子研究。 考核指标：将大亚湾实验对 theta13 的测量精度提高到 3% ；利用大亚湾数据完成惰性中微子等一系列新物理寻找工 作；建立中微子实验数据全局分析技术；完成江门中微子实 验超新星中微子和地球中微子的灵敏度研究。 2.2 大面积宇宙线观测及宇宙线本质研究 研究内容：依托高海拔宇宙线观测站精确测量银河宇宙 2 线的成份、能谱及各向异性，观测银河系内外高能伽马射线 发射源，探测太阳高能宇宙线粒子。 考核指标：获得跨越30 TeV 到3 EeV 共5 个量级的宇 宙线分成份能谱和各向异性数据，300 GeV-1 PeV 宽广能区 内点源及弥散伽马射线的能谱，发现百个河内外新伽马源和 高能粒子的加速源；对银河系内外宇宙线的起源、加速和传 播，黑洞、中子星等致密天体高能物理过程的研究，及暗物 质粒子的间接探测和其他新物理学规律研究取得重要进展。 3. 新一代粒子加速器和探测器关键技术预研 3.1 高能环形正负电子对撞机关键技术验证 研究内容：正负电子对撞机加速器关键技术和高能量分 辨探测技术的样机验证。 考核指标：高能量加速器上高分辨探测技术验证。完成 粒子径迹探测器内层硅径迹探测器原型机，通过束流试验验 证主要设计指标，空间分辨 3-5 微米（um ）；探讨硅径迹探 测器的耐辐照性能，设计剂量为（总电离剂量）1MRad 的硅 探测器；完成时间投影室原型样机及其宇宙线和束流实验验 证设计结论，解决可能边际问题的影响；高颗粒度成像型量 能器原理样机和紧凑型厚度小于6mm 的气体/ 闪烁体灵敏层 的强子量能器样机，解决散热、工艺和测试等关键问题，束 流实验验证主要设计结论。 3