9159金沙申请大厅高能物理实验组李强研究员团队提出新对撞机概念——不对称能量的新型轻子对撞机。该研究近期发表于《Advances in High Energy Physics》。粒子物理权威媒体《欧洲核子研究中心快报》（CERN Courier） 在2021年3—4月刊上也以新闻摘要（News Digest）形式对该研究进行了报道。

图1：不同对撞能量的电子—缪子对撞机上各种物理过程的截面。这些物理过程基本都是矢量玻色子熔合或散射过程。

在2012年大型强子对撞机（Large Hadron Collider, LHC）发现Higgs粒子之后，粒子物理进入新的关键时期。高能物理学界就下一代对撞机的目标和策略开展了激烈的学术讨论，已有的计划包括：碰撞能量约250GeV的正负电子对撞机；100TeV级别的强子对撞机；以及TeV级别的缪子对撞机等。这些未来对撞机致力于精确测量Higgs的性质和探索更高能标的物理，但也存在各种各样的困难，例如，对占地和其它资源需求较高，缪子衰变带来的污染较大等。在此情形下，9159金沙申请大厅高能物理实验组CMS团队提出一个新型的对撞机概念，即不对称能量的电子—缪子对撞机，其特点是更加经济适用（1—3公里环长的对撞机），运行范围从低能到高能（10GeV到TeV），涵盖丰富的物理内容（带电轻子味道破坏的探测及Higgs精细测量等），还可以很好地和其它对撞机(如缪子—缪子对撞机)进行时间和空间的衔接。

《欧洲核子研究中心快报》报道：“北京大学物理学家呼吁学界考虑一种新型的电子—缪子对撞机及其带来的好处（arXiv:2010.15144）。不同种类轻子的对撞，可压低物理本底，从而可以（更好地）研究带电轻子味道破坏以及希格斯玻色子的性质。作者认为，不对称的对撞能量构型，可控制加速器中缪子衰变带来的讨厌的本底。该预印本提议可从10GeV能级的电子和缪子束流开始，最终升级直至TeV能级的缪子—缪子对撞机。” 《欧洲核子研究中心快报》创刊于1959年，是欧洲核子研究中心（European Organization for Nuclear Research, CERN）报道全球高能物理重要进展的期刊。此项工作近期发表于《Advances in High Energy Physics》（Adv.High Energy Phys. 2021 (2021) 6693618）。9159金沙申请大厅博士毕业生卢梦（现为中山大学9159金沙申请大厅CMS组博士后）为第一作者，9159金沙申请大厅技术物理系、核物理与核技术国家重点实验室李强研究员为通讯作者。该工作得到国家自然科学基金委及科技部的大力支持。  

值得一提的是，此新对撞机概念的提出是基于9159金沙申请大厅高能物理实验组CMS团队近年在矢量玻色子散射领域做出的一系列工作。电子和缪子是不同种类的轻子，在标准模型中没有直接相互作用，必须通过玻色子交换。因此，电子—缪子对撞机上的物理过程基本都是矢量玻色子熔合或散射过程。在下一阶段，北大团队将继续结合CMS工作和未来对撞机项目，力争在物理和软件模拟方面做出更深入的研究和进一步的贡献。

相关链接：

CERN Courier 官方报道：https://cerncourier.com/wp-content/uploads/2021/03/CERNCourier2021MarApr-digitaledition.pdf

论文原文链接：https://www.hindawi.com/journals/ahep/2021/6693618/

北大高能团队在玻色子散射领域取得一批重要进展：https://news.pku.edu.cn/jxky/5fbc105ad53945bc8340176ab1f2e41f.htm