各有關(guān)單位:
歐洲核子中心(CERN)是全球粒子物理與核物理前沿研究的中心,擁有世界能量最高的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC),其上四個(gè)大型探測(cè)器實(shí)驗(yàn)(ALICE, ATLAS, CMS和LHCb)利用最前沿探測(cè)技術(shù)捕捉和研究微觀(guān)現(xiàn)象,為研發(fā)尖端粒子探測(cè)技術(shù)提供最先進(jìn)的平臺(tái)。CERN匯聚了70余個(gè)國(guó)家的1.2萬(wàn)余名科研人員,是全球大型國(guó)際合作富有成效的典范。自然科學(xué)基金委自1997年開(kāi)始資助我國(guó)科研人員參與LHC大型實(shí)驗(yàn),2024年起,參照重大研究計(jì)劃項(xiàng)目組織管理方式,設(shè)立“NSFC-CERN重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施國(guó)際合作研究計(jì)劃專(zhuān)項(xiàng)”,圍繞物理研究和探測(cè)器研制兩個(gè)方向,以培育項(xiàng)目、重點(diǎn)支持項(xiàng)目和集成項(xiàng)目等形式,資助中國(guó)科研人員參與CERN國(guó)際合作研究,促進(jìn)我國(guó)在粒子物理與核物理領(lǐng)域的科研創(chuàng)新、技術(shù)研發(fā)、人才培養(yǎng)和國(guó)際合作。2025年度是專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施的第二個(gè)年度。
一、科學(xué)目標(biāo)
本專(zhuān)項(xiàng)針對(duì)CERN LHC上四個(gè)大型探測(cè)器實(shí)驗(yàn)(ALICE, ATLAS, CMS和LHCb)發(fā)展先進(jìn)的粒子探測(cè)技術(shù),開(kāi)展粒子物理與核物理前沿研究,旨在精確測(cè)量希格斯粒子的性質(zhì),理解質(zhì)量起源;精確檢驗(yàn)粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型,尋找超越標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理,理解宇宙中正反物質(zhì)不對(duì)稱(chēng)性;深入理解量子色動(dòng)力學(xué)的非微擾特性、強(qiáng)相互作用物質(zhì)的相變和新物態(tài)性質(zhì)。
二、核心科學(xué)問(wèn)題
(一)標(biāo)準(zhǔn)模型與希格斯粒子性質(zhì)的精確測(cè)量。
(二)超越標(biāo)準(zhǔn)模型新物理和電荷宇稱(chēng)(CP)對(duì)稱(chēng)性破壞機(jī)制。
(三)強(qiáng)相互作用的本質(zhì)和強(qiáng)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
(四)極端高溫、高密、極低化學(xué)勢(shì)下的夸克-膠子等離子體的性質(zhì)。
(五)先進(jìn)粒子探測(cè)器和關(guān)鍵探測(cè)與數(shù)據(jù)處理技術(shù)。
三、2025年度項(xiàng)目設(shè)置及資助方向
(一)培育項(xiàng)目。
圍繞上述科學(xué)問(wèn)題,以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引,擬以培育項(xiàng)目的方式資助探索性強(qiáng)、選題新穎的申請(qǐng)項(xiàng)目,優(yōu)先支持以下研究方向:
1.針對(duì)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,提出新穎研究課題或?qū)嶒?yàn)方法,針對(duì)LHC實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),尋找新物理現(xiàn)象或精確檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型(電弱物理、QCD物理,以及部分子分布函數(shù))。
2.針對(duì)LHC探測(cè)器實(shí)驗(yàn)所測(cè)量和分析研究的物理對(duì)象(如頂點(diǎn)、電子、繆子、光子、陶輕子、噴注、重味噴注和逃逸能量等)開(kāi)展重建和刻度算法的創(chuàng)新性研究,應(yīng)用于對(duì)撞數(shù)據(jù),提高對(duì)前沿物理研究的測(cè)量精度和成效;優(yōu)化探測(cè)器模擬算法,有效提高模擬效率或精度。
3.針對(duì)高亮度LHC升級(jí)后的探測(cè)器:開(kāi)展數(shù)據(jù)獲取和探測(cè)器刻度方法研究,保障取數(shù)可靠性和精度;開(kāi)發(fā)創(chuàng)新性探測(cè)器重建算法,助力全新探測(cè)器性能最優(yōu)化;研發(fā)一種小型的亮度探測(cè)器,以補(bǔ)充未來(lái)的亮度測(cè)量;開(kāi)展堆積事例效應(yīng)壓制研究,提高相關(guān)物理過(guò)程的測(cè)量精度。
4.針對(duì)LHCb高亮度LHC下的升級(jí)需求,開(kāi)展新型電磁量能器和磁場(chǎng)上游徑跡探測(cè)器的研發(fā),主要包括:1)針對(duì)高亮度運(yùn)行條件下關(guān)鍵物理過(guò)程開(kāi)展模擬研究,為探測(cè)器設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù);2)設(shè)計(jì)半導(dǎo)體探測(cè)器高精度組裝工藝,引入人工智能技術(shù),研發(fā)半導(dǎo)體探測(cè)器自動(dòng)化組裝技術(shù);3)開(kāi)展超快高抗輻照新型無(wú)機(jī)閃爍晶體的發(fā)光特性與高劑量輻照實(shí)驗(yàn)研究。
(二)重點(diǎn)支持項(xiàng)目。
圍繞核心科學(xué)問(wèn)題,以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引,立足研究范式創(chuàng)新,對(duì)于前期研究基礎(chǔ)積累較好,特別是與本研究計(jì)劃其它申請(qǐng)項(xiàng)目能夠形成學(xué)科交叉、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)且對(duì)總體科學(xué)目標(biāo)形成重要貢獻(xiàn)的申請(qǐng)項(xiàng)目,將以重點(diǎn)支持項(xiàng)目的方式予以資助,優(yōu)先支持以下研究方向:
1.物理研究方面的重點(diǎn)方向。
(1)希格斯粒子性質(zhì)進(jìn)一步測(cè)量:在希格斯粒子與矢量玻色子耦合過(guò)程中,拓展測(cè)量范疇的廣度與深度,如研究CP破缺現(xiàn)象、研究量子糾纏效應(yīng),尋找稀有衰變等;在希格斯粒子湯川耦合研究中,提高對(duì)第二代費(fèi)米子湯川耦合的測(cè)量精度,探測(cè)有關(guān)湯川耦合的稀有現(xiàn)象;研究含光子末態(tài)的多希格斯過(guò)程,以加強(qiáng)對(duì)希格斯自耦合的理解,尋找與希格斯粒子耦合的高質(zhì)量共振態(tài)等。
(2)標(biāo)準(zhǔn)模型精確檢驗(yàn)并對(duì)超出標(biāo)準(zhǔn)模型新物理現(xiàn)象的尋找:精確測(cè)量雙玻色子過(guò)程,特別是提高對(duì)反常玻色子自耦合效應(yīng)及有效場(chǎng)理論威爾遜系數(shù)的測(cè)量精度;提高雙玻色子散射過(guò)程的測(cè)量精度,特別是探索并測(cè)量該過(guò)程中的玻色子極化效應(yīng);尋找三玻色子過(guò)程,對(duì)一批極稀有過(guò)程進(jìn)行首次探測(cè),例如,含希格斯的三玻色子過(guò)程,2到3的玻色子散射過(guò)程;測(cè)量多頂夸克過(guò)程,探索其中的復(fù)雜動(dòng)力學(xué),進(jìn)一步約束頂夸克湯川耦合;對(duì)超對(duì)稱(chēng)粒子和暗物質(zhì)粒子開(kāi)展有效的實(shí)驗(yàn)探索,特別是針對(duì)超對(duì)稱(chēng)理論中較難尋找的參數(shù)空間開(kāi)展研究;尋找超出標(biāo)準(zhǔn)模型的希格斯粒子;對(duì)衰變到雙玻色子的共振態(tài)新粒子等新物理現(xiàn)象進(jìn)行尋找。
(3)開(kāi)展全重奇特強(qiáng)子的研究,包括在底偶素系統(tǒng)中尋找新的含四個(gè)重味夸克的奇特態(tài),以及測(cè)量已知相應(yīng)奇特態(tài)的自旋宇稱(chēng)量子數(shù)等。
(4)高能量前沿夸克-膠子等離子體(QGP)性質(zhì)研究:基于ALICE實(shí)驗(yàn)Run-3,研究升級(jí)后的時(shí)間投影室和零度角量能器等在連續(xù)讀出模式下的性能及刻度校正;依托Run-3大統(tǒng)計(jì)量數(shù)據(jù),系統(tǒng)研究夸克-膠子等離子體的集體運(yùn)動(dòng)性質(zhì),涵蓋集體流、動(dòng)量關(guān)聯(lián)、強(qiáng)場(chǎng)極化效應(yīng)等。
2.探測(cè)器研制方面的重點(diǎn)方向。
(1)研制CMS一級(jí)觸發(fā)升級(jí)端蓋RPC探測(cè)器后端觸發(fā)電子學(xué)系統(tǒng),包括RPC后端電子學(xué)高速讀出,RPC觸發(fā)簇查找算法開(kāi)發(fā)及系統(tǒng)集成。
(2)研制CMS最小電離粒子時(shí)間探測(cè)器升級(jí)中端蓋部分ETL探測(cè)器LGAD傳感器表征測(cè)試與數(shù)據(jù)獲?。―AQ)系統(tǒng),包括基于探針臺(tái)的LGAD表征測(cè)試系統(tǒng),LGAD質(zhì)量監(jiān)控研究,開(kāi)展DAQ系統(tǒng)固件與軟件的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。
(3)針對(duì)LHC第三次長(zhǎng)停機(jī)(LS3)期間LHCb電磁量能器中心區(qū)域加固升級(jí)的需求,研制新型電磁量能器模塊,主要包括:1)鎢基吸收體的設(shè)計(jì)和3D打印工藝的研發(fā)、部分模塊的生產(chǎn)和質(zhì)量控制系統(tǒng);2)高抗輻照光導(dǎo)系統(tǒng)的研制;3)新型電磁量能器單元的系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)、量能器性能實(shí)驗(yàn)研究與檢測(cè)系統(tǒng)研制。
(4)針對(duì)LHCb高亮度LHC下的升級(jí)需求,開(kāi)展新型電磁量能器和磁場(chǎng)上游徑跡探測(cè)器的研發(fā),主要包括:1)超快高抗輻照新型GAGG晶體的研發(fā);2)超高覆蓋率、低物質(zhì)量、基于硅像素芯片的探測(cè)器模塊及相應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研發(fā);3)探測(cè)器低溫運(yùn)行條件下低物質(zhì)量探測(cè)器機(jī)械設(shè)計(jì)方案的研發(fā)。
(5)ALICE3尋跡系統(tǒng)硅像素傳感器芯片研發(fā):基于單片有源硅像素傳感器(MAPS)技術(shù),與ALICE合作組合作研發(fā)滿(mǎn)足ALICE 3升級(jí)項(xiàng)目的內(nèi)徑跡探測(cè)器需求的高位置分辨、高抗輻照、低功耗、高時(shí)間分辨的硅像素傳感器芯片,參與頂點(diǎn)探測(cè)器、尋跡系統(tǒng)中間層的芯片設(shè)計(jì)和表征。
(6)針對(duì)LHCb實(shí)驗(yàn)當(dāng)前和升級(jí)后實(shí)時(shí)在線(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(RTA)的需求,開(kāi)展RTA相關(guān)的軟件和算法研究,主要包括:開(kāi)展基于圖形處理器(GPU)的在線(xiàn)物理事例挑選及存儲(chǔ)的大規(guī)模高性能并行計(jì)算模型的開(kāi)發(fā)與性能研究;開(kāi)展探測(cè)器校準(zhǔn)和刻度技術(shù)的研究與重建算法的開(kāi)發(fā),開(kāi)展高亮度條件下四維徑跡重建算法的開(kāi)發(fā)、性能研究與關(guān)鍵物理過(guò)程的模擬研究。
(三)集成項(xiàng)目。
本年度擬遴選具有良好研究基礎(chǔ)且需要集中力量完成研制的大型探測(cè)器研制項(xiàng)目進(jìn)行集成資助,研究方向如下:
ATLAS探測(cè)器研制項(xiàng)目中高顆粒度時(shí)間探測(cè)器HGTD的研制,主要包括:LGAD傳感器的表征測(cè)試;ASIC讀出電子學(xué)的性能驗(yàn)證研究;LGAD與ASIC芯片組成的探測(cè)器模塊的組裝和測(cè)試;外圍電子學(xué)系統(tǒng)的研制與測(cè)試;高壓器件的研制與測(cè)試;工程樣機(jī)的系統(tǒng)級(jí)性能測(cè)試;DAQ系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用;探測(cè)器整體裝配與試運(yùn)行。
集成項(xiàng)目的申請(qǐng)必須涵蓋上述研究方向所有內(nèi)容,僅針對(duì)部分研究?jī)?nèi)容的申請(qǐng)將不予受理。
四、2025年度資助計(jì)劃
培育項(xiàng)目資助強(qiáng)度約50萬(wàn)元/項(xiàng)(直接費(fèi)用),資助期限為3年,申請(qǐng)書(shū)中研究期限應(yīng)填寫(xiě)“2026年1月1日- 2028年12月31日”;
重點(diǎn)支持項(xiàng)目資助強(qiáng)度約150-250萬(wàn)元/項(xiàng)(直接費(fèi)用),資助期限為4年,申請(qǐng)書(shū)中研究期限應(yīng)填寫(xiě)“2026年1月1日- 2029年12月31日”;
集成項(xiàng)目資助強(qiáng)度不超過(guò)1000萬(wàn)元/項(xiàng)(直接費(fèi)用),資助期限為4年,申請(qǐng)書(shū)中研究期限應(yīng)填寫(xiě)“2026年1月1日- 2029年12月31日”。
五、申請(qǐng)要求及注意事項(xiàng)
(一)申請(qǐng)條件。
本專(zhuān)項(xiàng)申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)具備以下條件:
1.具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷。
2.具有高級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù)(職稱(chēng))。
在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無(wú)工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請(qǐng)人進(jìn)行申請(qǐng)。
(二)限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定。
1.申請(qǐng)人同年只能申請(qǐng)1項(xiàng)本專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目。
2.所有項(xiàng)目(培育項(xiàng)目、重點(diǎn)支持項(xiàng)目和集成項(xiàng)目)計(jì)入具有高級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù)(職稱(chēng))人員申請(qǐng)(包括申請(qǐng)人和主要參與者)和正在承擔(dān)(包括負(fù)責(zé)人和主要參與者)項(xiàng)目總數(shù)合計(jì)限2項(xiàng)范圍。
3.《2025年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》中關(guān)于申請(qǐng)數(shù)量的其他限制。
(三)申請(qǐng)注意事項(xiàng)。
申請(qǐng)人和依托單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀并執(zhí)行本項(xiàng)目指南、《2025年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2025年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請(qǐng)與結(jié)題等有關(guān)事項(xiàng)的通告》中相關(guān)要求。
1.本專(zhuān)項(xiàng)實(shí)行無(wú)紙化申請(qǐng)。申請(qǐng)書(shū)報(bào)送日期為2025年5月28日-2025年7月11日16:00時(shí)。
(1)申請(qǐng)書(shū)中的資助類(lèi)別選擇“面向全球的科學(xué)研究基金項(xiàng)目”,亞類(lèi)說(shuō)明選擇“重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施(CERN)”,附注說(shuō)明選擇“培育項(xiàng)目—物理研究”、“重點(diǎn)支持項(xiàng)目—物理研究”、重點(diǎn)支持項(xiàng)目—探測(cè)器研制”或“集成項(xiàng)目—探測(cè)器研制”,根據(jù)申請(qǐng)的具體研究?jī)?nèi)容選擇相應(yīng)的申請(qǐng)代碼。
(2)培育項(xiàng)目和重點(diǎn)支持項(xiàng)目的合作研究單位數(shù)量不得超過(guò)2個(gè),集成項(xiàng)目的合作研究單位數(shù)量不得超過(guò)4個(gè)。
(3)申請(qǐng)人應(yīng)根據(jù)本專(zhuān)項(xiàng)的核心科學(xué)問(wèn)題和資助方向,自行擬定項(xiàng)目名稱(chēng)、科學(xué)目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線(xiàn)和相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)預(yù)算。物理研究項(xiàng)目的選題要體現(xiàn)學(xué)科交叉研究的特征,并對(duì)解決本專(zhuān)項(xiàng)核心科學(xué)問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)總體目標(biāo)有較大貢獻(xiàn)。選題不符合要求的申請(qǐng)將不予受理。
(4)申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中的填報(bào)說(shuō)明與撰寫(xiě)提綱要求在線(xiàn)填寫(xiě)和提交電子申請(qǐng)書(shū)及附件材料。特別提醒:申請(qǐng)書(shū)正文須以英文撰寫(xiě),撰寫(xiě)語(yǔ)言不符合要求的申請(qǐng)將不予受理。
(5)對(duì)于探測(cè)器研制項(xiàng)目,申請(qǐng)人須以附件形式提交由CERN四大探測(cè)器實(shí)驗(yàn)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)言人簽名的合作研究證明(模板見(jiàn)附件)。未提交合作研究證明的申請(qǐng)將不予受理。
(6)申請(qǐng)人須在附件中提交申請(qǐng)人和主要參與者的英文簡(jiǎn)歷。
2.依托單位應(yīng)當(dāng)按照要求完成依托單位承諾、組織申請(qǐng)以及審核申請(qǐng)材料等工作。在2025年7月11日16:00時(shí)前通過(guò)信息系統(tǒng)逐項(xiàng)確認(rèn)提交本單位電子申請(qǐng)書(shū)及附件材料。
3.其他注意事項(xiàng)。
為了解項(xiàng)目進(jìn)展情況,本專(zhuān)項(xiàng)每年將舉辦一次資助項(xiàng)目的年度學(xué)術(shù)交流會(huì),并不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會(huì)。獲資助項(xiàng)目負(fù)責(zé)人有義務(wù)參加專(zhuān)項(xiàng)指導(dǎo)專(zhuān)家組和管理工作組所組織的相關(guān)學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。
(四)咨詢(xún)方式。
基金委國(guó)際科研資助部三處:吳聰聰,李佳
聯(lián)系電話(huà):010-6232 5143,6232 8487
郵箱:wucc@nsfc.gov.cn,lijia@nsfc.gov.cn
信息系統(tǒng)技術(shù)支持(信息中心):010-6231 7474
學(xué)??蒲刑幝?lián)系方式:88382398,kyc@xsyu.edu.cn
科研處
2025年5月30日