希格斯工厂 首先，理解“希格斯工厂”需要回顾“希格斯玻色子”的发现。2012年，大型强子对撞机（LHC）发现了希格斯玻色子，它赋予基本粒子质量，是标准模型的基石。但LHC是质子对撞机，质子由夸克和胶子组成，碰撞过程复杂，产生的希格斯粒子常伴随大量背景噪声，导致测量其性质的精度受限。因此，物理学家提出建造“希格斯工厂”——一种专门用于大量产生希格斯玻色子并高精度测量其性质的粒子对撞机。 其次，希格斯工厂的核心设计思路是使用“正负电子对撞”。电子是基本粒子，对撞过程更干净，能量可精确调节。当正负电子以特定能量对撞时，可高效产生希格斯粒子，同时背景干扰极少。主要技术方案包括： 环形对撞机 ：如中国提出的“环形正负电子对撞机（CEPC）”，先作为希格斯工厂运行，后期可升级为质子对撞机。 直线对撞机 ：如“国际直线对撞机（ILC）”或“紧凑型直线对撞机（CLIC）”，通过直线加速器实现更高梯度碰撞。 接着，希格斯工厂的关键运行能量是“希格斯玻色子产生阈值”。最有效的反应是“正负电子→希格斯+Z玻色子”（关联产生），这需要质心能量约250 GeV。在此能量下，希格斯粒子的产生截面大，且能与Z玻色子联合测量，以提取其耦合强度。工厂还可调节能量至“希格斯对产生阈值”（约500 GeV），研究希格斯自相互作用。 然后，希格斯工厂的科学目标聚焦于“精确检验希格斯性质”： 耦合测量 ：以优于1%的精度测量希格斯与W/Z玻色子、顶夸克、底夸克等粒子的耦合，探测是否偏离标准模型预言。 自相互作用 ：通过双希格斯产生过程，测量其自耦合强度，验证电弱对称性破缺机制。 新物理寻找 ：如暗物质粒子、额外维度的间接效应，或通过希格斯衰变寻找标准模型以外的稀有过程。 此外，希格斯工厂是“多阶段高能物理战略”的一环。例如，CEPC可先作为电子对撞机运行10-20年，积累百万量级希格斯粒子，再改造为超级质子对撞机（SppC）探索更高能标。这种“分阶段”设计平衡了精度与能标的探索需求。 最后，技术挑战包括超导射频腔的高梯度加速、低束流发射度控制、以及粒子探测器的极高精度（如径迹探测器、量能器需适应低本底环境）。全球合作是关键，目前CEPC、ILC等项目均在推进技术设计与国际合作谈判。希格斯工厂有望成为下一代高能物理的旗舰项目，深入揭示质量起源与宇宙基本规律。