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儀器聚焦丨熱點(diǎn)重點(diǎn)大盤(pán)點(diǎn) 儀器行業(yè)本周要點(diǎn)速遞（2025年第23期）
儀器行業(yè)本周要點(diǎn)速遞（7月14-7月18日）。[詳細(xì)]
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單項(xiàng)平均資助強(qiáng)度可達(dá)350萬(wàn)元 國(guó)家自然科學(xué)基金發(fā)布1專項(xiàng)項(xiàng)目申請(qǐng)指南
2023年09月28日 13:34:10
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：4164
2023年9月27日，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)發(fā)布《2023年度國(guó)家自然科學(xué)基金“新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)關(guān)鍵物理與技術(shù)問(wèn)題研究”專項(xiàng)項(xiàng)目申請(qǐng)指南》(以下簡(jiǎn)稱《申請(qǐng)指南》)，計(jì)劃設(shè)立“新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)關(guān)鍵物理與技術(shù)問(wèn)題研究”專項(xiàng)項(xiàng)目來(lái)支持相關(guān)領(lǐng)域研究，應(yīng)對(duì)新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)對(duì)加速器和探測(cè)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(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)發(fā)布《2023年度國(guó)家自然科學(xué)基金“新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)關(guān)鍵物理與技術(shù)問(wèn)題研究”專項(xiàng)項(xiàng)目申請(qǐng)指南》(以下簡(jiǎn)稱《申請(qǐng)指南》)，計(jì)劃設(shè)立“新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)關(guān)鍵物理與技術(shù)問(wèn)題研究”專項(xiàng)項(xiàng)目來(lái)支持相關(guān)領(lǐng)域研究，應(yīng)對(duì)新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)對(duì)加速器和探測(cè)譜儀提出的重大挑戰(zhàn)。本專項(xiàng)項(xiàng)目資助期限為4年，申請(qǐng)書(shū)中研究期限應(yīng)填寫(xiě)“2024年1月1日-2027年12月31日”。計(jì)劃資助4項(xiàng)左右，平均資助強(qiáng)度不超過(guò)350萬(wàn)元/項(xiàng)。
《申請(qǐng)指南》中提到，該專項(xiàng)將開(kāi)展采用大交叉角和Crab-Waist方案的超高亮度正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)物理設(shè)計(jì)研究、基于單片有源硅像素傳感器的先進(jìn)徑跡探測(cè)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(jī)器學(xué)習(xí)和異構(gòu)計(jì)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(fù)電子對(duì)撞機(jī)關(guān)鍵加速器物理問(wèn)題研究。
第三代正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)是采用大流強(qiáng)、小束流發(fā)射度和大交叉角對(duì)撞，在對(duì)撞點(diǎn)形成極小的Beta函數(shù)，并采用Crab-Waist校正。重點(diǎn)研究如下關(guān)鍵加速器物理問(wèn)題：對(duì)撞區(qū)的光學(xué)設(shè)計(jì)和非線性校正方法以獲得足夠大的動(dòng)力學(xué)孔徑；很短束流壽命情況下的束流注入方法；強(qiáng)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(duì)撞方案或物理設(shè)計(jì)方案。研究目標(biāo)是通過(guò)該研究，尋找合理并且技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)的對(duì)撞環(huán)物理設(shè)計(jì)方案，以保證在最優(yōu)能點(diǎn)(4GeV)的對(duì)撞亮度達(dá)到5×1034cm-2s-1。
(二)新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)硅像素內(nèi)徑跡探測(cè)器關(guān)鍵技術(shù)研究。
開(kāi)展兼具高位置分辨、高時(shí)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(jì)技術(shù)和高精度、低物質(zhì)量的模塊集成技術(shù)研究；開(kāi)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(jì)技術(shù)研究。研制出好于20μm位置精度、好于30ns時(shí)間精度、兼具電荷測(cè)量能力的全尺寸MAPS硅像素芯片，并探索基于國(guó)產(chǎn)工藝的實(shí)現(xiàn)方式，在此基礎(chǔ)上完成MAPS模塊的研制和集成，實(shí)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(fù)電子對(duì)撞機(jī)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(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列器件(FPGA)實(shí)現(xiàn)低延遲(百納秒級(jí))的徑跡探測(cè)器粒子事例重建算法、量能器簇團(tuán)重建和粒子鑒別算法；利用FPGA開(kāi)展基于機(jī)器學(xué)習(xí)等新型算法的全局觸發(fā)技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜場(chǎng)景下精準(zhǔn)、高速的硬件觸發(fā)判選；開(kāi)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(shí)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(shí)間不超過(guò)1個(gè)時(shí)鐘周期；發(fā)展基于CPU+FPGA、CPU+GPU等異構(gòu)計(jì)算處理器架構(gòu)的低能耗、高性價(jià)比的計(jì)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(kāi)發(fā)。
(四)新一代2-7GeV能區(qū)超高亮度正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)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(shí)現(xiàn)較全模擬快2個(gè)數(shù)量級(jí)的加速；開(kāi)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(shí)現(xiàn)0.1-3.5GeV/c大動(dòng)量范圍帶電徑跡的高精度及高效率重建；基于機(jī)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(gè)子探測(cè)器的潛力；研制國(guó)際先進(jìn)的高性能數(shù)據(jù)處理軟件平臺(tái)，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(jì)算和異構(gòu)計(jì)算；利用高性能離線軟件系統(tǒng)開(kāi)展2-7GeV能區(qū)關(guān)鍵物理過(guò)程的模擬研究和可行性分析。
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