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未來圓形對撞機的毫米級精度

2021-06-30 16:07     來源:CERN     圓形對撞機 對撞機歐洲核子研究中心大型強子對撞機
歐洲核子研究中心的測量師團隊在未來圓形對撞機可行性研究的框架內進行了大地測量。

歐洲核子研究中心的測量員使用Swisstopo公司的儀器和程序進行水準測量(圖片:CERN)。

歐洲粒子物理學戰略2020年更新的一個關鍵建議是,歐洲應與國際合作伙伴一起,調查歐洲核子研究中心未來強子對撞機的可行性。因此,未來圓形對撞機(FCC)可行性研究已經啟動,目標是證明在歐洲核子研究中心建立這樣一個設施的技術和財政可行性。這項研究的一個重要方面是對該地區進行大地測量,這是加速器部件高精度對準的前提條件。

未來的圓形對撞機的周長將比大型強子對撞機(LHC)大三倍,覆蓋的區域比其前身大十倍左右,其中每一個地理參考點都必須以前所未有的精度進行定位。為了在這一地區提供一個參考坐標系統,歐洲核子研究中心的一個測量小組最近沿著日內瓦以南的瑞士和法國邊境的8公里剖面進行了大地測量。

這些新的大地測量是在5月進行的,有兩個直接的研究目標。首先,他們為FCC地區確定了一個高精度的重力場模型。這個表面模型被稱為 "大地水準面",包括一個垂直于任何給定點的鉛垂線方向的場,是一個點的高度的基礎。其次,新的測量結果改進并更新了目前的參考系統,其測量結果可以追溯到20世紀80年代,即今天的LHC隧道建成時。這些結果將有助于評估目前LHC模型的外推是否足夠精確,或者是否需要對整個FCC區域進行全面重新確定。此外,收集到的數據將被用于撰寫博士論文和開展博士后研究。

目前的測量活動是與蘇黎世聯邦理工學院、Swisstopo和HEIG-Vd合作進行的,在FCC-瑞士CHART合作的框架內進行。這是為FCC可行性研究在該領域開展的首批活動之一。

FCC可行性研究涉及來自34個國家的140多所大學和研究機構的合作。它包括一系列的多學科研究,包括2021年至2025年的地質、技術、環境、工程、政治和經濟考慮。 如果FCC可行性研究得出積極的結果,并且該項目得到CERN成員國的批準,那么土木工程最早可以在2030年代開始。



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