Xinchou Lou & Qing Qin Institute of High Energy Physics, CAS

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1 Xinchou Lou & Qing Qin Institute of High Energy Physics, CAS
CEPC-SppC 项目总体规划与进展 Xinchou Lou & Qing Qin Institute of High Energy Physics, CAS

2 Part I General Strategy, Physics, and Detector
Part II Accelerator Progress and Strategy

3 Part I General Strategy, Physics & Detector
Higgs粒子的发现：历史性的重大事件 社会影响： 全球上千家媒体的报道； 对人类生活和社会发展产生了重大 推动作用：在此过程中 发明了 World-Wide-Web 和网页浏览器 全球上万名科学家与工程师三十多年的努力，其中具有极为丰富的科学、工程、管理、国际合作、文化等内涵

4 什么是CEPC+SppC？ 超级环形正负电子对撞机(CEPC, phase I) + 超级质子-质子对撞机(SppC, phase II)
ee+ Higgs Factory pp collider

5 粒子物理目前研究的问题与目标 高能量前沿： 未来发展的关键 宇宙学 高能量 粒子物理 标准模型 （SM） 宇宙学标准模型 高强度 复合模型
夸克禁闭 胶子球 中微子质量 中微子 振荡 CP 破缺 精确 测量 高能量 高强度 宇宙学 轴子 惰性中微子 暗物质 Majorana 磁矩 反物质 奇异粒子 超对称 超维度 复合模型 宇宙学标准模型 Higgs 性质 高能量前沿： 未来发展的关键

6 标准模型有问题吗 ？ 基本粒子的质量从中微子到顶夸克相差1013倍，为什么 ？ 希格斯粒子质量的精细调节(naturalness)：
自然界没有偶然符合到10-34的先例，连10-4都没有 为普朗克标度，即 ~ 1016 TeV时： 希格斯与顶夸克的质量值不在稳定的真空中：偶然还是有原因 ？后果是什么？ 标准模型的自由参数大多与Higgs相关，更基本的理论是否也是这样？ 中微子的质量问题 问题好像都与Higgs有关 ！？

7 有超出标准模型的新物理吗 ？ 实验数据上，弱电和强相互作用为什么在高能下不能统一？
天文观测中发现的暗物质与粒子物理学的关系 ？有暗物质粒 子吗 ？但标准模型里没有。 标准模型不能解释宇宙中物质-反物质的不对称性 标准模型尚不知如何完全描述中微子 标准模型无法提供早期宇宙暴涨所需要的暴涨子(Inflaton) 为什么这些问题在超对称理论模型中似乎都能得到解决？偶 然还是真的 ？如果是真的，为什么目前在LHC上没有被发现 ？

8 希格斯粒子发现后的一个新任务 需要超越LHC的新加速器: 已知的三种规范相互作用（弱、电磁、强）：
由自旋为1的矢量玻色子传递 希格斯粒子发现以后,以下2种新的相互作用需要了解 汤川（ Yukawa）作用力：由自旋为0的希格斯粒子传递 通过hττ, hbb, htt等的耦合常数，LHC完成以后精度可达~10% 希格斯自作用力: h3 和 h4 自耦合(涉及希格斯质量产生) LHC无法测量 需要超越LHC的新加速器: ILC与CEPC可以测量汤川（ Yukawa）作用力 SppC可以测量希格斯自作用力

9 CEPC科学目标 希格斯粒子是我们从未见过的标量“基本”粒子，也是唯一尚未被精确测量的粒子。对其进行仔细研究、以确定其性质很有必要
GeV 相似 希格斯粒子是我们从未见过的标量“基本”粒子，也是唯一尚未被精确测量的粒子。对其进行仔细研究、以确定其性质很有必要 除非有新的重大发现， 对希格斯的研究将是 未来几十年里粒子物 理实验的主要目标 LHC的测量有模型依赖，特别对宽度的测量比CEPC差两个量级。 LHC同CEPC有相当的互补性。两相结合，可大大提高g(Htt)和g(Hgg)的精度。

10 CEPC：粒子工厂 5年 106个Higgs 粒子， 1年 1011 Z0 粒子 Higgs 工厂：Higgs性质精确测量 (质量, JPC, hZZ, hWW, hbb, hττ, hcc, hgg 等耦合及宽度, 精度 ~ 0.5-5%) 是否与标准模型预言一致 ？ 希格斯是否是基本粒子 ？ 是否还有其它Higgs粒子 ？ 作为唯一标量粒子，新性质？ Higgs 的 CP 破坏效应 ？ W 与 Z 工厂：标准模型精确检验 改进LEP的精确测量5-10倍 提高稀有衰变灵敏度~104倍 味工厂：b，c，t 与QCD

11 SppC 科学目标 寻找新物理 pp 对撞：比LHC能量提高 ~ 6 倍 ep对撞： 比HERA能量提高 ~ 100 倍
eA对撞： 比EIC能量提高 ~ 100 倍 AA对撞：比LHC/ALICE能量提高~6倍 历史上新物理的发现主要是通过质子加速器 历史上新的能力提高常带来新的发现 高能量下寻找超对称粒子，超维粒子等新粒子，优势巨大

12 在100 TeV下寻找新粒子 与14TeV相比，打开了新的动力学空间，新粒子的产生能力大大提高
科学上 在100 TeV下寻找新粒子 与14TeV相比，打开了新的动力学空间，新粒子的产生能力大大提高 对超对称、暗物质的寻找能力由LHC的 ~102 GeV提高到TeV Snowmass new physics working group report

13 如果LHC找到新粒子：一个新的时代 SppC能做出重大贡献
一定是标准模型之外的粒子  新的能量标度 一定是一个新的粒子谱系 LHC不可能完成整个谱系粒子的研究 需要对LHC看到的粒子做精细研究, 比如知道SUSY 粒子各种耦合系数之间的关系，理解Higgs coupling  需要更大量的数据 事例数 ~E~5CM  SppC上的事例数可以比LHC高3个量级

14 一定能找到新物理吗 ? 如果LHC没有看到新物理 如果SppC没有看到新物理 从来没有看到10-4 精细调节 普朗克物理标度：
Λ~ 1 TeV  10-2 精细调节 如果SppC没有看到新物理 Λ~ 10 TeV  10-4精细调节 从来没有看到10-4 精细调节 隐含着新的物理规律 ？ 就是这样，新的自然现象 ？ 如何实现的 ？ 普朗克物理标度： Λ ~ 1016 TeV  调节 2014年5月

15 研究方向进展 Stat. tool&combination: Y. Q. Fang

16 研究方向进展 初步概念设计报告 pre-CDR 研讨会、国际交流、国内培训
加速器 pre-CDR 初稿基本完成；英文母语专家校读 ； 2015年2月review 理论撰写8个课题方向的支撑文本；内部阅读在进行 探测器+模拟+物理分析：文本入档；分析结果收尾进行中；内部阅读开始 研讨会、国际交流、国内培训 HF2014，ICFA seminar；CFHEP workshop（2）；CEPC-SppC workshop (2) 赴CERN，FNAL，SLAC等实验室研讨、作有关CEPC的报告 请理论，加速器专家来华针对pre-CDR开展工作 实验国内外专家对年轻人进行培训

17 研究方向进展

18 MDI 研究

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21 Conclusion on the measurement of Higgs at CEPC
利用5 ab-1 的数据，CEPC可以实现LHC上无法进行的对希格斯的散射截面直接测量，精度可以达到0.5%。 CEPC 可以对希格斯衰变和耦合可以进行非常精确的测量，其测量相对精度可<10%, 甚至<1% (比如H->bb, 0.56%)。 CEPC上使用的Z重建反冲质量方法可以提供最好的探究H->invisible衰变的研究，寻找暗物质和希格斯奇异衰变。 CEPC在Z-pole和邻近WW域值对撞，可以实现SM参数的精细测量。 SPPC给我们提供了许多发现新物理的机会 (比如BSM Higgs，暗物质，naturalness)。

22 Part II Accelerator Strategy & Progress
Main parameters and layout Accelerator physics issues Technical systems Plan in the near future

23 1. Main parameters and layout
Schematic layout Linac + booster as injectors Eb=120GeV Limited by beamstrahlung & SR (~125GeV) Cross-section = 200 fb e+ e- LTB CEPC (50km-100km) Boostr(50Km-100km) SppC Km) Alain Blondal et al

24 Circumference Beam power Luminosity Determined by SppC beam energy
Assume Ecm=70-100TeV for new physics Beam power 50 MW/beam, synchrotron radiation (51.7MW w/ FFS) Luminosity >1×1034cm-2s-1/IP Ec.m. (TeV) B (T) C (km) 70 20 ~50 100 80 – 100

25 CEPC Lattice Layout (September 23, 2014)
IP1 IP4 IP3 IP2 ½ RF RF One RF station: 650 MHz five-cell SRF cavities; 4 cavities/module 12 modules, 8 m each RF length 120 m P.S. P.S. (4 IPs, m each) (8 arcs, m each) D = 17.3 km D = 17.3 km C = km P.S. P.S.

26 3 machines in one tunnel Crosstalk of CEPC straights & SppC’s detector
CEPC & booster SppC Crosstalk of CEPC straights & SppC’s detector Layout of CEPC determined by SppC layout

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28 Main parameters for CEPC
Unit Value Beam energy [E] GeV 120 Circumference [C] m 54752 Number of IP[NIP] 2 SR loss/turn [U0] 3.11 Bunch number/beam[nB] 50 Bunch population [Ne] 3.79E+11 SR power/beam [P] MW 51.7 Beam current [I] mA 16.6 Bending radius [r] 6094 momentum compaction [αp] 3.36E-05 Revolution period [T0] s 1.83E-04 Revolution frequency [f0] Hz emittance (x/y) nm 6.12/0.018 βIP(x/y) mm 800/1.2 Transverse size (x/y) 69.97/0.15 ξx,y/IP 0.118/0.083 Beam length SR [σs.SR] 2.14 Beam length total [ss.tot] 2.88 Lifetime due to Beamstrahlung min 47 Lifetime rad. Bhabha [τL] 52 RF voltage [Vrf] GV 6.87 RF frequency [frf] MHz 650 Harmonic number [h] 118800 Synchrotron oscillation tune [νs] 0.18 Energy acceptance RF [h] % 5.99 Damping partition number [Je] Energy spread SR [σd.SR] 0.132 Energy spread BS [σd.BS] 0.119 Energy spread total [σd.tot] 0.177 nγ 0.23 Transverse damping time turns 78 Longitudinal damping time [τe] 39 Hourglass factor Fh 0.658 Luminosity /IP[L] cm-2s-1 1.98E+34

29 2. Accelerator Physics Issues
Lattice Design In current design: Circumference: 54.7 km 8 arcs 8 straight sections 2 IRs Filling factor: ~0.7 8 RF sessions

30 Lattice of arc sections
Length of FODO cell: 47.2m Phase advance of FODO cells: 60/60 degrees Dispersion suppressor on each side of every arc Length: 92.4m

31 Dynamic aperture (w/o FFS)
2 sextupole families are applied to correct chromaticity dynamic aperture: ~60σx in hori. ~60σy in vert. ±2% momentum deviation

32 Pretzel scheme (1) No orbit in RF section to avoid beam instability and HOM in the cavity One pair of electrostatic separators for each arc

33 Pretzel scheme (2) IP2 and IP4 are parasitic crossing points, but have to avoid collision Two more pairs of electrostatic separators for IP2 and IP4

34 FFS in CEPC Functions of Interaction Region (IR) optics
Provide very small beta function to achieve very small beam size: βy*=1.2mm, σy*=0.16um, for CEPC Correct large chromaticity due to small beta function: W~L*/ βy* Based on Yunhai’s design L*=1.5m βx*=0.8m βy*=1.2mm

35 Dynamic aperture with FFS

36 Beam-beam study Tune scan (studied with Yuan Zhang’s code)
Beamstrahlung OFF Beamstrahlung ON

37 Working point （0.54, 0.61)

38 Beam Lifetime vs dynamic aperture
Simulation & analysis not so consistent

39 Collective effects CEPC ring wake and impedance budget R [kΩ] L [nH]
R [kΩ] L [nH] kloss [V/pC] |Z///n|eff [Ω] Resistive wall (Al) 9.5 124.4 301.3 0.0044 RF cavities (N=400) 28.1 -- 893.9 --- Total 37.6 1195.2 The longitudinal wake is fitted with the analytical model The loss is dominated by the RF cavities. The imaginary part of the RF cavities is capacitive. Longitudinal wake at nominal bunch length (σz=2.66mm) 39 39

40 Bunch lengthening Steady-state bunch shape is obtained by Haissinski equation Bunch is shortened due to the capacitive impedance of the RF cavity(only resistive wall and RF cavity considered) Pseudo-Green function wake (σz=0.5mm) Steady-state bunch shape

41 已初步考虑的加速器物理设计内容 与探测器接口—研究工作正在进行中 束致辐射（能散、寿命、亮度，等）
小发射度环Pretzel方案（物理，静电分离器） 动力学孔径（关键，仍有待优化） 对撞区设计，束流本底（关键，仍有待优化） 束流集体效应，束束相互作用 极化束流（需要深入研究） 恒流注入 与探测器接口—研究工作正在进行中

42 Injection Linac Booster 6~10 GeV Collision ring 120 GeV Energy Ramp
Electron Linac Booster Positron Collision ring 120 GeV

43 Geometrical Arrangement
Booster 2 m Collision ring

44 Injection time structure
Tlife(s) Lum Drop dN finjection(s) 1800 10% 9E11 90s Injection time Injection period ~10s：

45 Booster & linac Preliminary design for booster and transport lines
Maybe a smaller booster with lower beam energy is necessary

46 Unpolarized linac

47 Polarized linac Polarized Electron Source (R&D)
Polarized electron gun for e- Polarized electron beam collide with unpolarized positron

48 3. Technical Systems All technical systems have been looked at
SRF, Cryo., power, magnet, vacuum, mechanics, instrumentation,… Conceptual designs of all systems have been done Each system has a request of R&D items

49 Magnets

50 CEPC Cryomodule Layout
Euro-XFEL/ILC/LCLS-II type X Enlarge two- phase pipe and chimney. Omit 5K shield while keep 5K intercept for power coupler. As simple as possible. scaled from 1.3 GHz cryomodule X

51 SRF System Parameters Update
CEPC-Collider CEPC-Booster 备 注 Cavity Type 650 MHz 5-cell Nitrogen-doped Nb 1.3 GHz 9-cell 主环和增强器全部使用 掺氮铌腔 Cavity number 384 256 Vcav / VRF 17.9 MV / 6.87 GeV 20 MV / 5.12 GeV Eacc (MV/m) 15.5 19.3 Q0 2K 2K 主环 Q0 高一倍，低温功率降 40 %, 表面处理、洁净组装和磁屏蔽要求极高 Cryo AC power (MW) ~15 ~2.3 (21% DF) Qualified test 20 4E10 23 2E10 垂测指标比运行高 20 % Cryomodule number 96 (4 cav. / module) 32 (8 cav. / module) RF power / cav. (kW) 280 (cf 260) 20 新参数同步辐射功率增大，并考虑寄生损耗 RF source number 384 (330 kW) 256 (25 kW) HOM damper (W) 10k ferrite +1k hook 50 (hook+ceramic)

52 384 cavities in 8 sections

53 IHEP SRF Key Technology Experience
1.3 GHz 9-cell cavity vertical test 20 MV/m, Q0=1.4E10 1.3 GHz test cryomodule horizontal test soon 12 m 1.3 GHz cryomodule for Euro-XFEL 650 MHz β= cell cavity vertical test soon 500 MHz coupler 420 kW CW TW HOM absorber ferrite 6kW 500 MHz cavity module horizontal tested

54 超导高频腔技术的国内基础 北大多年超导高频腔研制：
北大的ILC腔 北大多年超导高频腔研制： ILC型1.3GHz 9-cell腔已达到28.6 MV/m；大晶粒3.5-cell达到了国际上同类腔的最高水平(23.5MV/m) 高能所近年来在BEPCII备用腔、ILC腔、ADS用低b spoke腔等方面均取得重要进展 兰州、上海的超导高频腔研制也取得了成功 BEPCII备用腔

55 SRF R&D Program in CEPC Timeline
2015 2020 2027 Pre-studies ( ) R&D Engineering Design ( , 5 yrs.) Construction ( , 7 yrs.) SRF Pre-design SRF Initial Technology R&D ( , 5 yrs.) HOM damping, high Q0 cavity, coupler window, heat load SRF Pre-Production R&D ( , 4 yrs.) SRF Production and Installation ( , 5 yrs.) IHEP site infrastructure Large scale SRF lab (infrastructure) on CEPC site and in industry (2018) CEPC SRF Team (~6) CEPC SRF Core Team (main ring 10 + booster 10 in parallel) (start from 2017) Facility upgrade, additional space SRF ~ 200 FTEs (start from 2020), engineers and technicians Components Prototyping & Performance Demonstration: Cavity (four for each), helium vessel, vertical test Power coupler (four for each), HOM dampers, tuners Short (two-cavity) module for each type, horizontal test Booster SRF in three years ( ): test two 650 MHz cavities per week assemble and test one cryomodule per month Main ring SRF in four years ( ): test two 1300 MHz cavities per week assemble and test two cryomodules per month Demonstrate Robustness of Fabrication and Assembly Processes of Cryomodule and its Components. Establish procedures, quality control steps, test set ups, assembly sequences, etc. for the production run. Build and test two booster cryomodules and three main ring cryomodules.

56 CEPC也是高能同步辐射光源 从环上的二极铁引出的高能同步辐射光，能量可达628keV，超过目前所有正在运行和在建光源光子能量，亮度极高

57 使用扭摆磁铁或波荡器后，光子能量可以超过20MeV
核物理 材料结构及缺陷 辐照改性、育种。。。 极端条件、高压。。。 国防 。。。 使用扭摆磁铁或波荡器后，光子能量可以超过20MeV

58 CEPC关键技术及其难点 低场强二极铁；高梯度四极铁（超导铁） 高功率高频系统设计，建造 同步辐射引起的发热，屏蔽，冷却 真空系统设计
超大环的机械系统 西伯利亚蛇（极化装置）设计、制造 已有的对撞机中，以上技术都有涉及并接近CEPC要求，可以借鉴 目前看，没有不可克服的技术难关，但需要预研 根据我们BEPC和国际上LEP的经验，没有不可克服的技术困难，预研的目的是解决： 可靠性 经济性 批量生产

59 作为Z工厂的Higgs工厂 降低能量运行（Ecm=240 GeV --> 91 GeV）
保持束流同步辐射损失功率 （50MW/beam） 沿环能量损失较小，但仍需要大量高频加速腔 麻花轨道方案，交叉角对撞，有限束团数目 需要与Higgs工厂同样的直线加速器和增强器 计算亮度为 （4 – 7） 1035cm-2s-1

60 parameter LEP2 FCC-ee CepC Z Z (c.w.) W H Ebeam [GeV] 104 45 80 120 Circumference [km] 26.7 100 54 Beam current [mA] 3.0 1450 1431 152 30 820 16.6 PSR,tot [MW] 22 No. bunches 4 16700 29791 4490 1360 50 Nb [1011] 4.2 1.8 1.0 0.7 0.46 91.8 3.7 εx [nm] 29 0.14 3.3 0.94 0.98 6.8 εy [pm] 250 60 1 2 4.89 20 β*x [m] 1.2 0.5 0.8 β*y [mm] σ*y [nm] 3500 32 130 44 76.6 160 σz,SR [mm] 11.5 1.64 2.7 1.01 0.81 1.1 2.3 σz,tot [mm](w/ beamstr.) 2.56 5.9 1.49 1.17 1.3 Hourglass factor Fhg 0.99 0.64 0.79 0.80 0.6 0.61 L/IP [1034 cm-2s-1] 0.01 28 212 12 6 40

61 SppC Accelerator Design (preliminary)
Proton-proton collider luminosity Main constraint: high-field superconducting dipole magnets 50 km: Bmax = 12 T, E = 50 TeV 50 km: Bmax = 20 T, E = 70 TeV 70 km: Bmax = 20 T, E = 90 TeV

62 SppC Main Parameters (preliminary)
Value Unit Circumference 52 km Beam energy 35 TeV Dipole field 20 T Injection energy 2.1 Number of IPs 2 (4) Peak luminosity per IP 1.2E+35 cm-2s-1 Beta function at collision 0.75 m Circulating beam current 1.0 A Max beam-beam tune shift per IP 0.006 Bunch separation 25 ns Bunch population 2.0E+11 SR heat dipole (per aperture) 56 W/m

63 SppC关键技术及其难度 高场强超导二极铁（SppC，20T）及低温系统
Bi-2212 (YBCO) NbTi Nb3Sn (no bore) SppC 20 T IHEP GianLuca Sabbi (LBNL) LBNL(RD3C) (Two 35 mm bore) Highest field in Nb3Sn dipoles in the past 30 years (LHC NbTi dipole 8.3 T) 最高在运行加速器二极磁体场强：8.3 T (LHC main dipole) 双孔径二极磁体目前国际最高场强纪录：11.5 T LBNL Nb3Sn试验磁体最高记录：单孔径 14 T SppC 20 T = Nb3Sn 15 T + HTS 5 T；难度较大，需要10~15年的技术预研

64 国际合作攻克难关 超导线(低温、高温)与超导磁铁技术无疑是战略高技术，其突 破具有重大意义
ITER项目带动了我国超导线工业，西部超导提供了一半以上的导线 加速器是超导磁铁的主要需求，推动了MRI等相关产业的发展 通过SppC项目，通过国际合作，可以带动我国超导线与超导 磁铁工业走到国际领先 2014年5月

65 国内基础 中科院高能所 西部超导公司 &西北有色金属研究总院 清华大学-英纳公司 上海交大高温超导团队 合肥强磁场中心
超导磁体工程中心：十年超导螺线管磁体研制经验 加速器中心磁体组：数十年加速器磁体研制经验 引进“百人计划”徐庆金：十年超导磁体研制经验 (六年KEK/CERN 高场强超导二极磁体研制经验) 西部超导公司 &西北有色金属研究总院 高Jc Nb3Sn及HTS线材(Bi-2212)线材研制：可量产千 米量级线材，性能与国外最高水平有一定差距； 清华大学-英纳公司 高性能HTS线材研制：Bi-2223线材技术成熟，但不适 合加速器磁体，需要改建生产线及研发Bi-2212技术 上海交大高温超导团队 高性能HTS线材研制（YBCO） 合肥强磁场中心 已研制成功4.7T Nb3Sn 超导试验磁体 在研11T Nb3Sn 超导磁体

66 技术上 超导磁铁预研初步路线图 ： 双孔径12T Nb3Sn二极磁体 HTS线材/线圈基础技术研究 ： 双孔径15T Nb3Sn二极磁体 HTS线材/线圈基础技术研究； ： Nb3Sn线圈+HTS线圈，实现双孔径20T二极磁体； ： 批量生产技术、造价控制 正在准备具体方案，明年开始申请经费

67 未来发展方案的其他选项 实际上，未来二十年，科学和技术的发展还会有变数，质子对撞机也不一定绝对不变。我们会看情况采取相应措施：
走电子-质子对撞机或电子-离子对撞机方向 继续正负电子电子对撞机：继续运行，提高能量，提高亮度 γ-γ 对撞机 。。。 我们的基本方案：以质子对撞机为基础，以20T超导磁体及相关超导线材为目标，以二十年为周期，开展设计与预研

68 e-p对撞：给出基本运行方式的考虑和一些主要参数。 e-p对撞机的设计考虑：
（1）实现e-p对撞，CEPC和SPPC都不需要有大的改造； （2）e-p对撞机的表现主要取决于CEPC和SPPC； （3）CEPC和SPPC设计的限制，e-p对撞也同样需要遵守； （4）参数选择要受到不稳定性的限制，束束作用参数小于0.15； （5）束流的一些机器参数不需要完全采用CEPC和SPPC的参数。 可选择的运行方式： （1）SPPC建造前运行，可以将SPPC高能注入器作为e-p对撞机的质子环 按照当前SPPC的设计，高能注入器能量达到2.1TeV 如果将高能注入器放入主隧道中，可以采用低场强的超导铁（3T）， 能量达到5.4TeV ，亮度达到 1.5*10^34，高于LHeC （2）SPPC作为e-p质子环，e-p对撞和PP对撞同时运行 （3）SPPC作为e-p质子环，e-p对撞单独运行 几种方案设计的单对撞点对撞亮度均在3*10^33以上 主要的挑战 （1）e-p对撞，两种粒子的能量差别很大，探测器的设计会是很大的挑战。 （2）如何在 final focusing 磁铁处给出充足的束流分离量也需要仔细设计。 （3）质子束的发射度控制也是一个很重要的课题。

69 4. Plan in the near future CEPC（建设：2021-2028） SppC（建设：2035-2042）
预先研究及准备工作 2014年底之前完成 pre-CDR，争取纳入十三五规划 预研： 工程设计: 建设: 数据获取: SppC（建设： ） 预先研究： 工程设计: 建造: 数据获取: 显然具体过程不会如此简单，应该有： 概念设计评审 预研项目申请与审批 项目建议书评审 工程设计评审 国际评审 。。。

70 隧道及通用系统 已委托黄河勘探规划设计院以秦皇岛为参考，开展地质调查 和概念设计 地下隧道：设计、施工、通用设施、辐射防护、消防、…
地面设施：实验厅、通用设施、竖井、节能、… 整体造价及优化

71 建筑物布置 对撞区/高频 高频 直线段 4段，每段长849.6m 4段，每段长1038.4m 8段，共7552m CEPC地下建筑物
54.374km 主环隧道 直线段 8段，共7552m 对撞区/高频 4段，每段长1038.4m 高频 4段，每段长849.6m 8段，每段5852.8m，共46.82km 弧区段 2个，预留2个 实验大厅 注入器 直线加速器隧道 长500m 输运线隧道 长600m

72 环区域地面建筑物 实验物理（2+2）：装配区、控制、电子学间等 加速器（4）：电源厅、高频功率源厅、低温厅、本地站（束测、真空、控制等）
对撞区 实验物理（2+2）：装配区、控制、电子学间等 加速器（4）：电源厅、高频功率源厅、低温厅、本地站（束测、真空、控制等） 通用设施（4）：泵站、变电站、通风空调机房、冷冻站、热力站、空压站等 高频段 加速器：电源厅、高频功率源厅、低温厅、本地站（束测、真空、控制等）、装配测试厅 通用设施：泵站、变电站、通风空调机房、冷冻站、热力站、空压站等

73 Pre-CDR status Finished the draft Writing Preparing

74 目前已经完成300+ 页的加速器方面的pre-CDR
正在修改中 2015年2月中旬将对pre-CDR进行 国际评审

75 选址：秦皇岛 距北京300 km，3小时汽车，1小时高铁 地质条件极为优越: 微震动极小，基岩几乎裸露 环境条件极好

76 关键技术研究初步预研启动

77

78 Summary 高能量前沿 通过20-30年的努力： 建成具有国际领先水平的实验装置+获得具有突破性的科研成果
物理成果 通过20-30年的努力： 建成具有国际领先水平的实验装置+获得具有突破性的科研成果 成为世界最高水平的高能物理中心之一

79 Summary 基于环形加速器的CEPC-SppC，是高能物理高能量前沿的最重要的方向，具有重大物理意义，机遇难得。
经过1年多努力，理论、探测器和加速器等各方面的研究都取得重要进展，将在年底完成pre-CDR 从目前加速器和探测器的发展来看，CEPC-SppC技术上可行，部分关键技术需要预研。特别是CEPC，没有不可克服的困难 高能所已经开始前期的加速器与探测器关键技术预研

80 Thanks for your attention!

81 Backup

82

83 只到250GeV时物理能力的缺失 FCC-ee(TLEP)部分目前不在FCC的基本考虑中。只有ILC不做，国际上没有竞争时才会考虑
TLEP设计为 km，双环，能量可达350 GeV。因此造价会是CEPC的2.0 倍以上

84 为什么美国人不做 ？ 美国人曾想做ILC，其高能物理负责人2008年还为此丢了工作 尚未从SSC的阴影里走出
巨大的赤字和债务，使其做任何大项目都很难 官僚主义和极为繁琐的管理文化： 项目负责人一般都是工程师，只关心程序、规则、安全、及自己是否免责，因为这关系到他的饭碗，而不在乎项目的科学成败 管理成本极高，项目的造价无法想象 仍然想做 I.Shipsey: As work proceeds worldwide on long-term future-generation accelerator concepts, the US should be counted among the potential host nations 至少会参与 R&D与技术发展 P5 report：

85 为什么SSC被砍掉 ？ 80年代美国准备投入80亿美元, 建造80km超级质子对撞机。在花费了20亿之后，国会投票，决定停止该项目。
美国两党政治斗争：共和党 – 民主党 区域竞争：Texas vs. New York, California 造价远超过预算 管理不善 预研不完整，磁铁的批量生产价格未能控制 国际合作不够 很多原因，。。。。 参考文献：S. Wojcicki, Rev. of Acc. Sci. and Tech. Vol. 1 (2008) 259–302; Vol. 2 (2009) 265–301

86 SSC被取消的后果 “It made me physically ill to let it (SSC) go"
科研~1% 其他物理分支和学科在经费上并没有得益于SSC的取消 相反这种大气候对所有的学科都有负面影响 科学家流失，迁移到国外追求科学研究生涯 巨大的SSC阴影； 一代美国人失去了梦想的勇气 大量美国科学家赴欧洲进行高能物理实验研究。图为2008年6月在CERN的40号楼的美国人员