國自然：國家自然科學基金委員會與歐洲核子中心（NSFC-CERN） 重大科學基礎設施國際合作研究計劃專項2025年度項目指南

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子對撞機（LHC），其上四個大型探測器實驗（ALICE, ATLAS, CMS和LHCb）利用最前沿探測技術捕捉和研究微觀現象，為研發尖端粒子探測技術提供最先進的平臺。CERN匯聚了70余個國家的1.2萬余名科研人員，是全球大型國際合作富有成效的典范。自然科學基金委自1997年開始資助我國科研人員參與LHC大型實驗，2024年起，參照重大研究計劃項目組織管理方式，設立 “NSFC-CERN重大科學基礎設施國際合作研究計劃專項”，圍繞物理研究和探測器研制兩個方向，以培育項目、重點支持項目和集成項目等形式，資助中國科研人員參與CERN國際合作研究，促進我國在粒子物理與核物理領域的科研創新、技術研發、人才培養和國際合作。2025年度是專項實施的第二個年度。

　　一、科學目標

　　本專項針對CERN LHC上四個大型探測器實驗（ALICE, ATLAS, CMS和LHCb）發展先進的粒子探測技術，開展粒子物理與核物理前沿研究，旨在精確測量希格斯粒子的性質，理解質量起源；精確檢驗粒子物理標準模型，尋找超越標準模型的新物理，理解宇宙中正反物質不對稱性；深入理解量子色動力學的非微擾特性、強相互作用物質的相變和新物態性質。

　　二、核心科學問題

　　（一）標準模型與希格斯粒子性質的精確測量。

　　（二）超越標準模型新物理和電荷宇稱（CP）對稱性破壞機制。

　　（三）強相互作用的本質和強子內部結構。

　　（四）極端高溫、高密、極低化學勢下的夸克-膠子等離子體的性質。

　　（五）先進粒子探測器和關鍵探測與數據處理技術。

　　三、2025年度項目設置及資助方向

　　（一）培育項目。

　　圍繞上述科學問題，以總體科學目標為牽引，擬以培育項目的方式資助探索性強、選題新穎的申請項目，優先支持以下研究方向：

　　1. 針對關鍵科學問題，提出新穎研究課題或實驗方法，針對LHC實驗數據，尋找新物理現象或精確檢驗標準模型（電弱物理、QCD物理，以及部分子分布函數）。

　　2. 針對LHC探測器實驗所測量和分析研究的物理對象（如頂點、電子、繆子、光子、陶輕子、噴注、重味噴注和逃逸能量等）開展重建和刻度算法的創新性研究，應用于對撞數據，提高對前沿物理研究的測量精度和成效；優化探測器模擬算法，有效提高模擬效率或精度。

　　3. 針對高亮度LHC升級后的探測器：開展數據獲取和探測器刻度方法研究，保障取數可靠性和精度；開發創新性探測器重建算法，助力全新探測器性能最優化；研發一種小型的亮度探測器，以補充未來的亮度測量；開展堆積事例效應壓制研究，提高相關物理過程的測量精度。

　　4. 針對LHCb高亮度LHC下的升級需求，開展新型電磁量能器和磁場上游徑跡探測器的研發，主要包括：1）針對高亮度運行條件下關鍵物理過程開展模擬研究，為探測器設計優化提供依據；2）設計半導體探測器高精度組裝工藝，引入人工智能技術，研發半導體探測器自動化組裝技術；3）開展超快高抗輻照新型無機閃爍晶體的發光特性與高劑量輻照實驗研究。

　　（二）重點支持項目。

　　圍繞核心科學問題，以總體科學目標為牽引，立足研究范式創新，對于前期研究基礎積累較好，特別是與本研究計劃其它申請項目能夠形成學科交叉、優勢互補且對總體科學目標形成重要貢獻的申請項目，將以重點支持項目的方式予以資助，優先支持以下研究方向：

　　1. 物理研究方面的重點方向。

　　(1) 希格斯粒子性質進一步測量：在希格斯粒子與矢量玻色子耦合過程中，拓展測量范疇的廣度與深度，如研究CP破缺現象、研究量子糾纏效應，尋找稀有衰變等；在希格斯粒子湯川耦合研究中，提高對第二代費米子湯川耦合的測量精度，探測有關湯川耦合的稀有現象；研究含光子末態的多希格斯過程，以加強對希格斯自耦合的理解，尋找與希格斯粒子耦合的高質量共振態等。

　　(2) 標準模型精確檢驗并對超出標準模型新物理現象的尋找：精確測量雙玻色子過程，特別是提高對反常玻色子自耦合效應及有效場理論威爾遜系數的測量精度；提高雙玻色子散射過程的測量精度，特別是探索并測量該過程中的玻色子極化效應；尋找三玻色子過程，對一批極稀有過程進行首次探測，例如，含希格斯的三玻色子過程，2到3的玻色子散射過程；測量多頂夸克過程，探索其中的復雜動力學，進一步約束頂夸克湯川耦合；對超對稱粒子和暗物質粒子開展有效的實驗探索，特別是針對超對稱理論中較難尋找的參數空間開展研究；尋找超出標準模型的希格斯粒子；對衰變到雙玻色子的共振態新粒子等新物理現象進行尋找。

　　(3) 開展全重奇特強子的研究, 包括在底偶素系統中尋找新的含四個重味夸克的奇特態，以及測量已知相應奇特態的自旋宇稱量子數等。

　　(4) 高能量前沿夸克-膠子等離子體（QGP）性質研究：基于ALICE實驗Run-3，研究升級后的時間投影室和零度角量能器等在連續讀出模式下的性能及刻度校正；依托Run-3大統計量數據，系統研究夸克-膠子等離子體的集體運動性質，涵蓋集體流、動量關聯、強場極化效應等。

　　2. 探測器研制方面的重點方向。

　　(1) 研制CMS一級觸發升級端蓋RPC探測器后端觸發電子學系統，包括RPC后端電子學高速讀出，RPC觸發簇查找算法開發及系統集成。

　　(2) 研制CMS最小電離粒子時間探測器升級中端蓋部分ETL探測器LGAD傳感器表征測試與數據獲取（DAQ）系統，包括基于探針臺的LGAD表征測試系統，LGAD質量監控研究，開展DAQ系統固件與軟件的開發與應用。

　　(3) 針對LHC第三次長停機（LS3）期間LHCb電磁量能器中心區域加固升級的需求，研制新型電磁量能器模塊，主要包括：1）鎢基吸收體的設計和3D打印工藝的研發、部分模塊的生產和質量控制系統；2）高抗輻照光導系統的研制；3）新型電磁量能器單元的系統集成關鍵技術、量能器性能實驗研究與檢測系統研制。

　　(4) 針對LHCb高亮度LHC下的升級需求，開展新型電磁量能器和磁場上游徑跡探測器的研發，主要包括：1）超快高抗輻照新型GAGG晶體的研發；2）超高覆蓋率、低物質量、基于硅像素芯片的探測器模塊及相應系統設計研發；3）探測器低溫運行條件下低物質量探測器機械設計方案的研發。

　　(5) ALICE3尋跡系統硅像素傳感器芯片研發：基于單片有源硅像素傳感器（MAPS）技術，與ALICE合作組合作研發滿足ALICE 3升級項目的內徑跡探測器需求的高位置分辨、高抗輻照、低功耗、高時間分辨的硅像素傳感器芯片，參與頂點探測器、尋跡系統中間層的芯片設計和表征。

　　(6) 針對LHCb實驗當前和升級后實時在線數據采集系統（RTA）的需求，開展RTA相關的軟件和算法研究，主要包括：開展基于圖形處理器（GPU）的在線物理事例挑選及存儲的大規模高性能并行計算模型的開發與性能研究；開展探測器校準和刻度技術的研究與重建算法的開發，開展高亮度條件下四維徑跡重建算法的開發、性能研究與關鍵物理過程的模擬研究。

　　（三）集成項目。

　　本年度擬遴選具有良好研究基礎且需要集中力量完成研制的大型探測器研制項目進行集成資助，研究方向如下：

　　ATLAS探測器研制項目中高顆粒度時間探測器HGTD的研制，主要包括：LGAD傳感器的表征測試；ASIC讀出電子學的性能驗證研究；LGAD與ASIC芯片組成的探測器模塊的組裝和測試；外圍電子學系統的研制與測試；高壓器件的研制與測試；工程樣機的系統級性能測試；DAQ系統開發與應用；探測器整體裝配與試運行。

　　集成項目的申請必須涵蓋上述研究方向所有內容，僅針對部分研究內容的申請將不予受理。

　　四、2025年度資助計劃

　　培育項目資助強度約50萬元/項（直接費用），資助期限為3年，申請書中研究期限應填寫“2026年1月1日- 2028年12月31日”；

　　重點支持項目資助強度約150-250萬元/項（直接費用），資助期限為4年，申請書中研究期限應填寫“2026年1月1日- 2029年12月31日”；

　　集成項目資助強度不超過1000萬元/項（直接費用），資助期限為4年，申請書中研究期限應填寫“2026年1月1日- 2029年12月31日”。

　　五、申請要求及注意事項

　　(一) 申請條件。

　　本專項申請人應當具備以下條件：

　　1. 具有承擔基礎研究課題的經歷。

　　2. 具有高級專業技術職務（職稱）。

　　在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學位以及無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人進行申請。

　　(二) 限項申請規定。

　　1. 申請人同年只能申請1項本專項項目。

　　2. 所有項目（培育項目、重點支持項目和集成項目）計入具有高級專業技術職務（職稱）人員申請（包括申請人和主要參與者）和正在承擔（包括負責人和主要參與者）項目總數合計限2項范圍。

　　3. 《2025年度國家自然科學基金項目指南》中關于申請數量的其他限制。

　　(三) 申請注意事項。

　　申請人和依托單位應當認真閱讀并執行本項目指南、《2025年度國家自然科學基金項目指南》和《關于2025年度國家自然科學基金項目申請與結題等有關事項的通告》中相關要求。

　　1. 本專項實行無紙化申請。申請書報送日期為2025年5月28日－2025年7月15日16:00時。

　　(1) 申請書中的資助類別選擇“面向全球的科學研究基金項目”，亞類說明選擇“重大科學基礎設施(CERN)”，附注說明選擇“培育項目—物理研究”、“重點支持項目—物理研究”、重點支持項目—探測器研制”或“集成項目—探測器研制”，根據申請的具體研究內容選擇相應的申請代碼。

　　(2) 培育項目和重點支持項目的合作研究單位數量不得超過2個，集成項目的合作研究單位數量不得超過4個。

　　(3) 申請人應根據本專項的核心科學問題和資助方向，自行擬定項目名稱、科學目標、研究內容、技術路線和相應的經費預算。物理研究項目的選題要體現學科交叉研究的特征，并對解決本專項核心科學問題和實現總體目標有較大貢獻。選題不符合要求的申請將不予受理。

　　(4) 申請人應當按照科學基金網絡信息系統中的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。特別提醒：申請書正文須以英文撰寫，撰寫語言不符合要求的申請將不予受理。

　　(5) 對于探測器研制項目，申請人須以附件形式提交由CERN四大探測器實驗相應實驗發言人簽名的合作研究證明（模板見附件）。未提交合作研究證明的申請將不予受理。

　　(6) 申請人須在附件中提交申請人和主要參與者的英文簡歷。

　　2. 依托單位應當按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作。在2025年7月15日16:00時前通過信息系統逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料。

　　3. 其他注意事項。

　　為了解項目進展情況，本專項每年將舉辦一次資助項目的年度學術交流會，并不定期地組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人有義務參加專項指導專家組和管理工作組所組織的相關學術交流活動。

　　(四) 咨詢方式。

　　國際科研資助部三處：

　　吳聰聰，李佳

　　聯系電話：010-62325143，62328487

　　郵箱：wucc@nsfc.gov.cn，lijia@nsfc.gov.cn

　　信息系統技術支持（信息中心）：010-62317474

　　附件：合作研究證明模板

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