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未来圆形对撞机的毫米级精度

2021-06-30 16:07     来源:CERN     圆形对撞机 对撞机欧洲核子研究中心大型强子对撞机
欧洲核子研究中心的测量师团队在未来圆形对撞机可行性研究的框架内进行了大地测量。

欧洲核子研究中心的测量员使用Swisstopo公司的仪器和程序进行水准测量(图片:CERN)。

欧洲粒子物理学战略2020年更新的一个关键建议是,欧洲应与国际合作伙伴一起,调查欧洲核子研究中心未来强子对撞机的可行性。因此,未来圆形对撞机(FCC)可行性研究已经启动,目标是证明在欧洲核子研究中心建立这样一个设施的技术和财政可行性。这项研究的一个重要方面是对该地区进行大地测量,这是加速器部件高精度对准的前提条件。

未来的圆形对撞机的周长将比大型强子对撞机(LHC)大三倍,覆盖的区域比其前身大十倍左右,其中每一个地理参考点都必须以前所未有的精度进行定位。为了在这一地区提供一个参考坐标系统,欧洲核子研究中心的一个测量小组最近沿着日内瓦以南的瑞士和法国边境的8公里剖面进行了大地测量。

这些新的大地测量是在5月进行的,有两个直接的研究目标。首先,他们为FCC地区确定了一个高精度的重力场模型。这个表面模型被称为 "大地水准面",包括一个垂直于任何给定点的铅垂线方向的场,是一个点的高度的基础。其次,新的测量结果改进并更新了目前的参考系统,其测量结果可以追溯到20世纪80年代,即今天的LHC隧道建成时。这些结果将有助于评估目前LHC模型的外推是否足够精确,或者是否需要对整个FCC区域进行全面重新确定。此外,收集到的数据将被用于撰写博士论文和开展博士后研究。

目前的测量活动是与苏黎世联邦理工学院、Swisstopo和HEIG-Vd合作进行的,在FCC-瑞士CHART合作的框架内进行。这是为FCC可行性研究在该领域开展的首批活动之一。

FCC可行性研究涉及来自34个国家的140多所大学和研究机构的合作。它包括一系列的多学科研究,包括2021年至2025年的地质、技术、环境、工程、政治和经济考虑。 如果FCC可行性研究得出积极的结果,并且该项目得到CERN成员国的批准,那么土木工程最早可以在2030年代开始。



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