CEPC发布基准探测器技术设计报告 标志对撞机研发达到国际领先水平

近日，环形正负电子对撞机（CEPC）研究团队发布了CEPC《基准探测器技术设计报告（CEPC Reference Detector Technical Design Report - RefTDR）》（arXiv:2510.05260）。继2023年底发布《加速器技术设计报告》后，此次探测器报告的出炉，标志着CEPC项目最核心的两大组成部分，即加速器与探测器的技术设计已全部圆满完成，为这座由中国主导的“希格斯粒子工厂”从蓝图走向现实奠定了决定性基础。

这份发布的探测器设计报告，也是国际上首个针对环形正负电子对撞机希格斯工厂的探测器技术设计报告，彰显了中国科学家在该领域的领先研发实力。

CEPC项目源于2012年希格斯玻色子的发现。该粒子因其在解释物质质量起源等基本物理问题中的核心作用，被誉为“上帝粒子”。为了对其进行精确研究，中国高能物理学家于同年9月正式提出了建设CEPC的设想。CEPC被设计为一个多功能的“粒子工厂”，不仅能作为高效的“希格斯工厂”，还能精确探索其他关键粒子，其隧道还为未来升级为更强大的超级质子-质子对撞机预留了升级空间。

大型科学工程的推进通常需经历概念设计、技术设计和工程设计三个阶段。CEPC团队于2018年完成了《概念设计报告》，明确了科学目标和装置的基本框架。随后，项目进入更为深入和具体的技术设计阶段，旨在验证各项关键技术的可行性，并完成核心部件的详细设计。2023年发布的《加速器技术设计报告》与此次发布的《基准探测器技术设计报告》正是该阶段的里程碑成果。

与2018年的概念设计相比，技术设计报告的发布表明我国科学家完成了核心部件和各项关键技术的验证。 该报告提出了多项创新性的探测器方案。报告中主要的亮点包括：

在量能器的设计中引入了基于正交晶体条的电磁量能器和基于高颗粒度闪烁玻璃的强子量能器，两者均适用先进的粒子流算法，大幅度提高了能量测量精度。

径迹探测器运用了一项名为AC-LGAD的尖端技术，能够同时进行超高精度的位置和时间测量。

团队成功自主研发了55纳米的读出芯片，大幅度提高性能并降低功耗，达到了当前高能物理领域的最高水平。

在国际上首次研制出兼具高密度和高光产额的闪烁玻璃等。

为确保设计的科学性和可行性，CEPC项目团队于2024年组建了由牛津大学Daniela Bortoletto教授担任主席的探测器国际评审委员会。经过三轮深入讨论，评审委员会于2025年9月给出结论，认为CEPC基准探测器设计方案先进，有创新性，性能优越，可以进入整体集成和系统验证阶段。同时，国际评审委员会为下一步工作提供了宝贵建议。

CEPC的快速推进，是在激烈的全球竞争背景下取得的。目前，中国、欧洲和日本共提出了四个主要的希格斯工厂方案。欧洲和美国均已将参与或建设希格斯工厂列为最高优先级的物理目标。在这场关乎基础科学未来的国际赛跑中，CEPC团队凭借国内外上千位科学家七年来的协力攻关，接连在加速器和探测器两大核心领域率先交出了首份完整的“技术答卷”，彰显了中国在下一代高能对撞机竞赛中的强劲实力和领先地位。

随着核心技术设计的收官，CEPC项目下一步将聚焦于工程设计，向最终的工程建设阶段全力冲刺。