「最近，我們生產的環形正負電子對撞機（CEPC）中的核心部件‘超導高頻腔’取得突破，可以媲美國際最好水平。另外，速調管的第一階段樣機去年也基本達標。這兩個部件是CEPC最關鍵的設備，也是科研團隊此前心裏最沒有底的設備，但我們最終實現了國內制造，並達到國際領先水平。」3月4日，接受科技日報記者采訪時，全國人大代表、中科院院士、中科院高能物理研究所所長王貽芳，語氣中帶著一絲興奮。他表示，目前CEPC正在優化設計方案，科學家們力圖通過技術方案的設計、各種參數的重組，使設備達到最高性能，爭取「十四五」完成CEPC所有的技術設計和關鍵技術預研。
全國人大代表、中科院院士、中科院高能物理研究所所長王貽芳。受訪者供圖
對於CEPC，科學家們寄予厚望，他們希望借此研究希格斯粒子、宇宙早期演化、反物質丟失、暗物質等一些未解的關鍵科學問題和新的物理規律。
「CEPC有上萬個部件，每個部件都要穩定可靠、‘萬無一失’，如果每個部件都容忍哪怕萬分之一的失效率，那一萬個部件湊起來，設備的穩定運行將無從談起。」為了「萬無一失」，王貽芳帶領團隊向極致要質量。
CEPC將由加速器和探測器兩部分組成。超導高頻腔，是加速器的加速部件，「加速器通過微波加速，而微波被收納在一個金屬材質的超導高頻腔中，如果超導腔的超導材料無瑕疵、電阻很低，微波的損耗就會降到最低，設備運行所需的低溫功率就會降低，這會讓設備運行更穩定、更節省造價和運行費用。」王貽芳說，他們生產的超導高頻腔微波損耗率之低已經媲美國際水平。
此外，給超導高頻腔提供微波功率的速調管樣機在去年也基本達標，其功率和效率達到目前的國際先進水平，「核心指標是效率，轉化效率高的話，速調管的耗電少、成本低。我們設計的一款國際最高效率的速調管正在制造，今年年底就會出來。另外我們還要追求壽命長，可靠性高，這還需要時間來驗證。」
展現在CEPC面前的，還有一片星辰大海。王貽芳透露，目前，團隊還在繼續研究、優化設計束流對撞點，使得粒子探測器的性能最優。
「對撞點附近的空間有限，直徑大約五六米，長度大約六七米，而內部核心的束流對撞點只有十微米，束流管道也只有約兩厘米，要在束流管道外包裹一層層設備，填滿直徑五六米的空間，需要設備間嚴絲合縫地設計、裝配，並預留空間，方便電纜走線及未來的維修、拆卸。」王貽芳說，另一個挑戰在於，對撞點附近的輻射本底強，探測器是否能耐受，還需要摸索驗證。如何降低輻射，如何讓束流更聚焦等問題，科研團隊還在優化。
「設備的每一項技術都在探索中迭代，我們還要預估未來3-5年的技術發展潛力，並將那時的技術指標作為目前的設計基准，這要求我們對技術，對未來發展速度的預估都必須是正確的。」
江門中微子實驗是王貽芳領銜的又一項重大科學項目。他告訴科技日報記者，「目前，實驗站的隧道建設基本完成，現在正在建設水泥池，相關設備基本克服了技術困難，正在批量生產中，有些已經完成，今年下半年可以開始安裝。」王貽芳說，實驗的絕大部分部件都是在江蘇生產完成的，現在正在做安裝前的准備，因為大部分設備還要做測試，要檢驗它們是否合格，然後再清洗，組裝成模塊，再將模塊組裝成儀器。
「預計後年，實驗站將建成投入使用。」王貽芳說。
