这类亮度前沿的实验通常是用正负电子这一类只参与量子电动力学(QED)过程而不参与量子色动力学(QCD)过程的轻子在目标粒子的阈值能量处进行对撞,从而达到最高的纯净度和统计量,进而完成对目标粒子各种性质的精确测量。
这个过程就像假如我们想研究一盒冰淇淋,那就直接从冰淇淋工厂生产一盒。通过这样的过程获得的冰淇淋,比把它放进对撞的火车货仓里,再从撞碎散落的零件中找到的冰淇淋要干净得多。
通常来说,高能物理学中的“某某工厂”实验,包括日本高能加速器研究机构(KEK)的Belle实验,美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)的BaBar实验,以及在规划中的“希格斯工厂”和τ-粲工厂等,都是亮度前沿的实验。
(图为位于日本高能加速器研究机构的Belle实验<左图>和位于美国斯坦福直线加速器中心的BaBar实验<右图>)
CEPC以及欧洲规划中的FCC-ee都是希格斯工厂,顾名思义,它们都是为了研究希格斯粒子的性质而规划设计的实验。在今年初FCC-ee计划的《FCC概念设计报告》发布时,人们发现它关键参数的设计与之前发布的CEPC的《CEPC概念设计报告》中的关键参数“几乎一模一样”。