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單項平均資助強度可達350萬元 國家自然科學(xué)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(wǎng) 點擊量：4153
2023年9月27日，國家自然科學(xué)基金委員會發(fā)布《2023年度國家自然科學(xué)基金“新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機關(guān)鍵物理與技術(shù)問題研究”專項項目申請指南》(以下簡稱《申請指南》)，計劃設(shè)立“新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機關(guān)鍵物理與技術(shù)問題研究”專項項目來支持相關(guān)領(lǐng)域研究，應(yīng)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(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】2023年9月27日，國家自然科學(xué)基金委員會發(fā)布《2023年度國家自然科學(xué)基金“新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機關(guān)鍵物理與技術(shù)問題研究”專項項目申請指南》(以下簡稱《申請指南》)，計劃設(shè)立“新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機關(guān)鍵物理與技術(shù)問題研究”專項項目來支持相關(guān)領(lǐng)域研究，應(yīng)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(yīng)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(shè)計研究、基于單片有源硅像素傳感器的先進徑跡探測技術(shù)研究、高效事例觸發(fā)與高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究、采用機器學(xué)習(xí)和異構(gòu)計算的高性能離線數(shù)據(jù)處理技術(shù)與算法研究。
研究方向具體內(nèi)容如下：
(一)新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負電子對撞機關(guān)鍵加速器物理問題研究。
第三代正負電子對撞機設(shè)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(shù)，并采用Crab-Waist校正。重點研究如下關(guān)鍵加速器物理問題：對撞區(qū)的光學(xué)設(shè)計和非線性校正方法以獲得足夠大的動力學(xué)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(yīng)；探索可以提高亮度的、具有創(chuàng)新性的對撞方案或物理設(shè)計方案。研究目標是通過該研究，尋找合理并且技術(shù)上可以實現(xiàn)的對撞環(huán)物理設(shè)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(nèi)徑跡探測器關(guān)鍵技術(shù)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(shè)計技術(shù)和高精度、低物質(zhì)量的模塊集成技術(shù)研究；開展高速穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸和處理的讀出電子學(xué)系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)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(chǎn)工藝的實現(xiàn)方式，在此基礎(chǔ)上完成MAPS模塊的研制和集成，實現(xiàn)低于0.3%X0的單層平均物質(zhì)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(shù)據(jù)傳輸技術(shù)研究。
利用現(xiàn)場可編程邏輯門陣列器件(FPGA)實現(xiàn)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(xué)習(xí)等新型算法的全局觸發(fā)技術(shù)研究，實現(xiàn)復(fù)雜場景下精準、高速的硬件觸發(fā)判選；開展觸發(fā)與數(shù)據(jù)獲取相融合的新型硬件觸發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)研究，實現(xiàn)系統(tǒng)觸發(fā)率大于1MHz，系統(tǒng)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(gòu)計算處理器架構(gòu)的低能耗、高性價比的計算加速技術(shù)；發(fā)展適用于輻照環(huán)境的專用高速串行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，完成高速數(shù)據(jù)傳輸鏈路所需的關(guān)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(shù)據(jù)處理技術(shù)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(shù)，實現(xiàn)較全模擬快2個數(shù)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(xiàn)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(xué)習(xí)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(shù)據(jù)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(gòu)內(nèi)的并行計算和異構(gòu)計算；利用高性能離線軟件系統(tǒng)開展2-7GeV能區(qū)關(guān)鍵物理過程的模擬研究和可行性分析。
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