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單項平均資助強度可達350萬元 國家自然科學基金發(fā)布1專項項目申請指南
2023年09月28日 13:34:10
來源：化工儀器網 點擊量：4142
2023年9月27日，國家自然科學基金委員會發(fā)布《2023年度國家自然科學基金“新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機關鍵物理與技術問題研究”專項項目申請指南》(以下簡稱《申請指南》)，計劃設立“新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機關鍵物理與技術問題研究”專項項目來支持相關領域研究，應對新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機對加速器和探測譜儀提出的重大挑戰(zhàn)。
【化工儀器網 行業(yè)百態(tài)】2023年9月27日，國家自然科學基金委員會發(fā)布《2023年度國家自然科學基金“新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機關鍵物理與技術問題研究”專項項目申請指南》(以下簡稱《申請指南》)，計劃設立“新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機關鍵物理與技術問題研究”專項項目來支持相關領域研究，應對新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機對加速器和探測譜儀提出的重大挑戰(zhàn)。本專項項目資助期限為4年，申請書中研究期限應填寫“2024年1月1日-2027年12月31日”。計劃資助4項左右，平均資助強度不超過350萬元/項。
《申請指南》中提到，該專項將開展采用大交叉角和Crab-Waist方案的超高亮度正負電子對撞機物理設計研究、基于單片有源硅像素傳感器的先進徑跡探測技術研究、高效事例觸發(fā)與高速數據傳輸技術研究、采用機器學習和異構計算的高性能離線數據處理技術與算法研究。
研究方向具體內容如下：
(一)新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機關鍵加速器物理問題研究。
第三代正負電子對撞機設計特點是采用大流強、小束流發(fā)射度和大交叉角對撞，在對撞點形成極小的Beta函數，并采用Crab-Waist校正。重點研究如下關鍵加速器物理問題：對撞區(qū)的光學設計和非線性校正方法以獲得足夠大的動力學孔徑；很短束流壽命情況下的束流注入方法；強束-束相互作用下的束流穩(wěn)定性和集體效應；探索可以提高亮度的、具有創(chuàng)新性的對撞方案或物理設計方案。研究目標是通過該研究，尋找合理并且技術上可以實現的對撞環(huán)物理設計方案，以保證在最優(yōu)能點(4GeV)的對撞亮度達到5×1034cm-2s-1。
(二)新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機硅像素內徑跡探測器關鍵技術研究。
開展兼具高位置分辨、高時間分辨和低功耗密度的單片有源型硅像素傳感器(MAPS)芯片設計技術和高精度、低物質量的模塊集成技術研究；開展高速穩(wěn)定數據傳輸和處理的讀出電子學系統設計技術研究。研制出好于20μm位置精度、好于30ns時間精度、兼具電荷測量能力的全尺寸MAPS硅像素芯片，并探索基于國產工藝的實現方式，在此基礎上完成MAPS模塊的研制和集成，實現低于0.3%X0的單層平均物質量。
(三)新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機高效事例觸發(fā)與高速數據傳輸技術研究。
利用現場可編程邏輯門陣列器件(FPGA)實現低延遲(百納秒級)的徑跡探測器粒子事例重建算法、量能器簇團重建和粒子鑒別算法；利用FPGA開展基于機器學習等新型算法的全局觸發(fā)技術研究，實現復雜場景下精準、高速的硬件觸發(fā)判選；開展觸發(fā)與數據獲取相融合的新型硬件觸發(fā)系統架構研究，實現系統觸發(fā)率大于1MHz，系統總延遲低于2.5μs，觸發(fā)死時間不超過1個時鐘周期；發(fā)展基于CPU+FPGA、CPU+GPU等異構計算處理器架構的低能耗、高性價比的計算加速技術；發(fā)展適用于輻照環(huán)境的專用高速串行數據傳輸技術，完成高速數據傳輸鏈路所需的關鍵芯片開發(fā)。
(四)新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機高性能離線數據處理技術與軟件以及物理模擬研究。
發(fā)展電磁量能器全模擬與快速模擬混合技術，實現較全模擬快2個數量級的加速；開發(fā)具有高噪聲排除能力及高堆積區(qū)分能力的徑跡重建算法，實現0.1-3.5GeV/c大動量范圍帶電徑跡的高精度及高效率重建；基于機器學習方法研發(fā)新型的粒子鑒別算法，深入挖掘各個子探測器的潛力；研制國際先進的高性能數據處理軟件平臺，支持在多核CPU、GPU以及眾核處理器等不同硬件架構內的并行計算和異構計算；利用高性能離線軟件系統開展2-7GeV能區(qū)關鍵物理過程的模擬研究和可行性分析。
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