Catalogo dei prodotti della ricerca

Electron–positron colliders operating in the GeV center-of-mass range, or tau-charm energy region, have been proved to enable competitive frontier research due to several unique features. With the progress of high-energy physics in the last two decades, a new-generation Tau-Charm factory, called the Super Tau-Charm Facility (STCF), has been actively promoted by the particle physics community in China. STCF has the potential to address fundamental questions such as the essence of color confinement and the matter–antimatter asymmetry within the next decades. The main design goals of the STCF are a center-of-mass energy ranging from 2 to 7 GeV and a luminosity surpassing 5 × 1034 cm−2 s−1 that is optimized at a center-of-mass energy of 4 GeV, which is approximately 50 times that of the currently operating Tau-Charm factory—BEPCII. The STCF accelerator has two main parts: a double-ring collider with a crab-waist collision scheme and an injector that provides top-up injections for both electron and positron beams. As a typical third-generation electron–positron circular collider, the STCF accelerator faces many challenges in both accelerator physics and technology. In this paper, the conceptual design of the STCF accelerator complex is presented, including the ongoing efforts and plans for technological research and development, as well as the required infrastructure. The STCF project aims to secure support from the Chinese central government for its construction during the 15th Five-Year Plan (2026–2030).

Conceptual design report of the Super Tau-Charm Facility. The accelerator / Ai, X. -C.; An, L. -P.; An, S. -Z.; Bai, Y.; Bai, Z. -H.; Bakina, O.; Bao, J. -C.; Batozskaya, V.; Belias, A.; Biagini, M. E.; Bian, L. -G.; Bodrov, D.; Bogomyagkov, A.; Boscolo, M.; Boyko, I.; Cao, Z. -X.; Cetin, S.; Chadeeva, M.; Chang, M. -X.; Chang, Q.; Chen, D. -Y.; Chen, F. -Z.; Chen, H.; Chen, H. -X.; Chen, J. -H.; Chen, L.; Chen, L. -B.; Chen, Q.; Chen, Q. -S.; Chen, S. -M.; Chen, W.; Chen, Y.; Chen, Z.; Cheng, S.; Cheng, S. -B.; Cheng, T. -G.; Dai, L. -R.; Dai, L. -Y.; Dai, X. -C.; Denig, A.; Denisenko, I.; Derkach, D.; Ding, H. -T.; Ding, M. -H.; Ding, X.; Dong, L. -Y.; Du, Y.; Egorov, P.; Fan, K. -J.; Fan, S. -Y.; Fang, S. -S.; Fang, Z. -J.; Feng, S.; Feng, X.; Fu, H. -B.; Gao, J.; Gao, Y. -N.; Gao, Z. -H.; Geng, C.; Geng, L. -S.; Gong, H. -L.; Gong, J. -D.; Gong, L.; Gong, S. -K.; Gonzalez-Solis, S.; Gou, B. -X.; Gu, D.; Guo, H.; Guo, J.; Guo, T. -J.; Guo, X. -H.; Guo, Y. -H.; Guo, Y. -P.; Guo, Z. -H.; Haciomeroglu, S.; Hamwi, E.; Han, C. -D.; Han, T. -T.; Hao, X. -Q.; He, C. -C.; He, J. -B.; He, T. -L.; He, X. -G.; Hosaka, M.; Hou, K. -W.; Hou, Z. -L.; Hu, D. -D.; Hu, H. -M.; Hu, H.; Hu, Q. -P.; Hu, T. -N.; Hu, X. -C.; Hu, Y.; Hu, Z.; Huang, D. -Z.; Huang, F.; Huang, G. -S.; Huang, L. -S.; Huang, P. -W.; Huang, R. -X.; Huang, X. -T.; Huang, X. -L.; Huang, Z. -C.; Ji, W.; Jia, P. -K.; Jia, S.; Jia, Z. -K.; Jiang, H. -P.; Jiang, H. -B.; Jiao, J. -B.; Jin, M. -J.; Jin, S. -P.; Jin, Y.; Kang, D.; Kang, X. -W.; Kang, X. -L.; Kaptari, L.; Kolcu, O. B.; Koop, I.; Kravchenko, E.; Kudenko, Y.; Kussner, M.; Leng, Y. -B.; Levichev, E.; Li, C.; Li, C. -Y.; Li, C. -H.; Li, H. T.; Li, H. -B.; Li, H. -Z.; Li, H. -N.; Li, H. -L.; Li, H. -J.; Li, H. -L.; Li, J. -R.; Li, J.; Li, L.; Li, M.; Li, P. -R.; Li, P. -L.; Li, R. -K.; Li, S. -Y.; Li, S.; Li, T.; Li, T. -Y.; Li, W. -W.; Li, W. -J.; Li, X.; Li, X. -Q.; Li, X. -B.; Li, X.; Li, X. -F.; Li, Y. -F.; Li, Y. -X.; Li, Y.; Li, Y. -B.; Liang, J.; Liang, X.; Liang, Y.; Liang, Z. -R.; Lin, C. -X.; Lin, D. -X.; Lin, T.; Lin, Y. -G.; Liu, C.; Liu, C. -W.; Liu, G. -W.; Liu, H.; Liu, H. -B.; Liu, J. -B.; Liu, J. -D.; Liu, L. -T.; Liu, L. -C.; Liu, M. -Y.; Liu, S. -B.; Liu, T.; Liu, T. -B.; Liu, X.; Liu, X. -Y.; Liu, X.; Liu, X. -Y.; Liu, Y. -R.; Liu, Y. -L.; Liu, Y. -W.; Liu, Y.; Liu, Y.; Liu, Z. -W.; Liu, Z. -F.; Liu, Z. -Q.; Liu, Z. -R.; Liu, Z. -W.; Lu, C. -D.; Lu, M. -R.; Lu, P. -C.; Lu, Y.; Luo, Q.; Luo, T.; Luo, X. -F.; Lv, H. -H.; Lyu, S. -T.; Lyu, X. -R.; Ma, B. -Q.; Ma, C. -L.; Ma, S. -H.; Ma, T.; Ma, W. -B.; Meng, Y.; Fan, M. -X.; Miao, X. -C.; Migliorati, M.; Milardi, C.; Mineeva, T.; Mo, Y. -H.; Mullor, H. G.; Musa, E.; Nakamura, S.; Nefediev, A.; Nie, Y. -C.; Ohmi, K.; Padmanath, M.; Pakhlov, P.; Pang, J.; Passemar, E.; Pei, G. -X.; Pei, H.; Peng, H. -P.; Peng, L.; Ping, R. -G.; Pire, B.; Prasad, V.; Qi, B. -B.; Qi, Z. -J.; Qian, Y.; Qiao, C. -F.; Qin, J. -J.; Qin, L. -Y.; Qin, Q.; Qin, X. -S.; Ratnikov, F.; Roberts, C.; Rodriguez-Sanchez, A.; Rogovsky, Y.; Rogozhin, P.; Roig, P.; Ruan, M. -Q.; Segovia, J.; Shang, F. -L.; Shang, L.; Shangguan, J. -F.; Shao, D. -Y.; Shao, M.; Shao, Z. -X.; Shen, C. -P.; Shen, H. -F.; Shen, X. -M.; Shen, Z. -T.; Shi, C. -T.; Shi, J. -L.; Shi, R. -X.; Shi, Y. -K.; Si, Z. -G.; Silva, L. V.; Skamarokha, M.; Su, J. -C.; Sun, G. -B.; Sun, J. -F.; Sun, K.; Sun, L.; Sun, M. -K.; Sun, R.; Sun, X. -L.; Tang, J. -Y.; Tang, Y. -G.; Tang, Z. -B.; Tao, W.; Telnov, V.; Teng, J. -X.; Tikhonov, Y.; Tsai, C. -Y.; Uglov, T.; Vagnoni, V.; Valencia, G.; Wan, G. -Y.; Wang, A. -X.; Wang, B.; Wang, C. -Z.; Wang, E.; Wang, H. -J.; Wang, J.; Wang, J.; Wang, J. -Z.; Wang, L.; Wang, L.; Wang, Q.; Wang, S. -Q.; Wang, S. -Y.; Wang, S. -K.; Wang, W.; Wang, W. -P.; Wang, X. -P.; Wang, X. -Y.; Wang, X. -F.; Wang, Y. -Q.; Wang, Y. -M.; Wang, Y. -H.; Wang, Z. S.; Wang, Z.; Wang, Z. -G.; Wang, Z. -Y.; Wang, Z. -Y.; Wang, Z. -R.; Wei, B. -F.; Wei, S. -Q.; Wei, S. -Y.; Wei, X. -M.; Wei, Y. -J.; Wei, Y. -L.; Wiedner, U.; Wu, J. -J.; Wu, J.; Wu, Q.; Wu, S.; Wu, X.; Wu, X. -G.; Wu, X.; Wu, Y. -C.; Wu, Y. -S.; Xia, L.; Xiao, Z. -G.; Xie, C. -J.; Xie, K. -B.; Xiong, Z. -Y.; Xu, J.; Xu, L. -L.; Xu, S. -S.; Xu, X.; Xu, Y.; Yan, L.; Yan, W. -B.; Yan, X. -Q.; Yang, C.; Yang, H. -J.; Yang, H. -T.; Yang, J.; Yang, P. -H.; Yang, S.; Yang, T.; Yang, W. -H.; Yang, X. -H.; Yang, X. -T.; Yang, Y. -L.; Yang, Z. -W.; Yang, Z. -J.; Yao, D. -L.; Ye, Z. -C.; Yi, K.; Yi, L.; Yin, L. -X.; You, Z. -Y.; Yu, C.; Yu, Z.; Yuan, J.; Yuan, Y. -J.; Yury, N.; Zeng, Y. -F.; Zha, W. -M.; Zhang, A. -L.; Zhang, D. -Y.; Zhang, G. -Y.; Zhang, G. -H.; Zhang, H. -Y.; Zhang, H. -R.; Zhang, H. -H.; Zhang, H. -B.; Zhang, J. -L.; Zhang, J. -R.; Zhang, J. -H.; Zhang, J. -Y.; Zhang, J. -L.; Zhang, L.; Zhang, L.; Zhang, L. -H.; Zhang, L. -H.; Zhang, N.; Zhang, Q. -Y.; Zhang, Q. -Z.; Zhang, R.; Zhang, R. -Y.; Zhang, S. -R.; Zhang, S. -H.; Zhang, S. -L.; Zhang, W. -C.; Zhang, X. -Y.; Zhang, X. -M.; Zhang, X. -T.; Zhang, X.; Zhang, X. -H.; Zhang, Y. -X.; Zhang, Y. -T.; Zhang, Y. -H.; Zhang, Y. -F.; Zhang, Y.; Zhang, Y. -M.; Zhang, Z. -Y.; Zhang, Z. -Q.; Zhang, Z. -C.; Zhao, J. -Y.; Zhao, M. -G.; Zhao, Q.; Zhao, R. -G.; Zhao, Y. -C.; Zhao, Z. -X.; Zhao, Z. -G.; Zhemchugov, A.; Zheng, B.; Zheng, J. -X.; Zheng, L.; Zheng, R.; Zheng, X. -C.; Zheng, Y. -H.; Zhong, B.; Zhou, D. -C.; Zhou, D. -M.; Zhou, H.; Zhou, H.; Zhou, J.; Zhou, J. -X.; Zhou, Q. -S.; Zhou, S. -Y.; Zhou, X.; Zhou, X. -K.; Zhou, X. -R.; Zhou, Y. -J.; Zhou, Y.; Zhou, Y. -M.; Zhou, Z. -R.; Zhu, B.; Zhu, J. -Y.; Zhu, J. -Y.; Zhu, L.; Zhu, R. -L.; Zhu, X. -H.; Zhu, Y. -C.; Zhu, Z.; Zobov, M.; Zong, Y.; Zou, B. -S.; Zou, Y.; Zu, J.. - In: NUCLEAR SCIENCE AND TECHNIQUES. - ISSN 1001-8042. - 36:12(2025), pp. 1-170. [10.1007/s41365-025-01833-x]

Conceptual design report of the Super Tau-Charm Facility. The accelerator

Boscolo M.;Migliorati M.;Nakamura S.;Vagnoni V.;
2025

Abstract

Electron–positron colliders operating in the GeV center-of-mass range, or tau-charm energy region, have been proved to enable competitive frontier research due to several unique features. With the progress of high-energy physics in the last two decades, a new-generation Tau-Charm factory, called the Super Tau-Charm Facility (STCF), has been actively promoted by the particle physics community in China. STCF has the potential to address fundamental questions such as the essence of color confinement and the matter–antimatter asymmetry within the next decades. The main design goals of the STCF are a center-of-mass energy ranging from 2 to 7 GeV and a luminosity surpassing 5 × 1034 cm−2 s−1 that is optimized at a center-of-mass energy of 4 GeV, which is approximately 50 times that of the currently operating Tau-Charm factory—BEPCII. The STCF accelerator has two main parts: a double-ring collider with a crab-waist collision scheme and an injector that provides top-up injections for both electron and positron beams. As a typical third-generation electron–positron circular collider, the STCF accelerator faces many challenges in both accelerator physics and technology. In this paper, the conceptual design of the STCF accelerator complex is presented, including the ongoing efforts and plans for technological research and development, as well as the required infrastructure. The STCF project aims to secure support from the Chinese central government for its construction during the 15th Five-Year Plan (2026–2030).
2025
crab-waist collision scheme; super high-luminosity; tau-charm physics; third-generation electron-positron collider; Touschek lifetime
01 Pubblicazione su rivista::01a Articolo in rivista
Conceptual design report of the Super Tau-Charm Facility. The accelerator / Ai, X. -C.; An, L. -P.; An, S. -Z.; Bai, Y.; Bai, Z. -H.; Bakina, O.; Bao, J. -C.; Batozskaya, V.; Belias, A.; Biagini, M. E.; Bian, L. -G.; Bodrov, D.; Bogomyagkov, A.; Boscolo, M.; Boyko, I.; Cao, Z. -X.; Cetin, S.; Chadeeva, M.; Chang, M. -X.; Chang, Q.; Chen, D. -Y.; Chen, F. -Z.; Chen, H.; Chen, H. -X.; Chen, J. -H.; Chen, L.; Chen, L. -B.; Chen, Q.; Chen, Q. -S.; Chen, S. -M.; Chen, W.; Chen, Y.; Chen, Z.; Cheng, S.; Cheng, S. -B.; Cheng, T. -G.; Dai, L. -R.; Dai, L. -Y.; Dai, X. -C.; Denig, A.; Denisenko, I.; Derkach, D.; Ding, H. -T.; Ding, M. -H.; Ding, X.; Dong, L. -Y.; Du, Y.; Egorov, P.; Fan, K. -J.; Fan, S. -Y.; Fang, S. -S.; Fang, Z. -J.; Feng, S.; Feng, X.; Fu, H. -B.; Gao, J.; Gao, Y. -N.; Gao, Z. -H.; Geng, C.; Geng, L. -S.; Gong, H. -L.; Gong, J. -D.; Gong, L.; Gong, S. -K.; Gonzalez-Solis, S.; Gou, B. -X.; Gu, D.; Guo, H.; Guo, J.; Guo, T. -J.; Guo, X. -H.; Guo, Y. -H.; Guo, Y. -P.; Guo, Z. -H.; Haciomeroglu, S.; Hamwi, E.; Han, C. -D.; Han, T. -T.; Hao, X. -Q.; He, C. -C.; He, J. -B.; He, T. -L.; He, X. -G.; Hosaka, M.; Hou, K. -W.; Hou, Z. -L.; Hu, D. -D.; Hu, H. -M.; Hu, H.; Hu, Q. -P.; Hu, T. -N.; Hu, X. -C.; Hu, Y.; Hu, Z.; Huang, D. -Z.; Huang, F.; Huang, G. -S.; Huang, L. -S.; Huang, P. -W.; Huang, R. -X.; Huang, X. -T.; Huang, X. -L.; Huang, Z. -C.; Ji, W.; Jia, P. -K.; Jia, S.; Jia, Z. -K.; Jiang, H. -P.; Jiang, H. -B.; Jiao, J. -B.; Jin, M. -J.; Jin, S. -P.; Jin, Y.; Kang, D.; Kang, X. -W.; Kang, X. -L.; Kaptari, L.; Kolcu, O. B.; Koop, I.; Kravchenko, E.; Kudenko, Y.; Kussner, M.; Leng, Y. -B.; Levichev, E.; Li, C.; Li, C. -Y.; Li, C. -H.; Li, H. T.; Li, H. -B.; Li, H. -Z.; Li, H. -N.; Li, H. -L.; Li, H. -J.; Li, H. -L.; Li, J. -R.; Li, J.; Li, L.; Li, M.; Li, P. -R.; Li, P. -L.; Li, R. -K.; Li, S. -Y.; Li, S.; Li, T.; Li, T. -Y.; Li, W. -W.; Li, W. -J.; Li, X.; Li, X. -Q.; Li, X. -B.; Li, X.; Li, X. -F.; Li, Y. -F.; Li, Y. -X.; Li, Y.; Li, Y. -B.; Liang, J.; Liang, X.; Liang, Y.; Liang, Z. -R.; Lin, C. -X.; Lin, D. -X.; Lin, T.; Lin, Y. -G.; Liu, C.; Liu, C. -W.; Liu, G. -W.; Liu, H.; Liu, H. -B.; Liu, J. -B.; Liu, J. -D.; Liu, L. -T.; Liu, L. -C.; Liu, M. -Y.; Liu, S. -B.; Liu, T.; Liu, T. -B.; Liu, X.; Liu, X. -Y.; Liu, X.; Liu, X. -Y.; Liu, Y. -R.; Liu, Y. -L.; Liu, Y. -W.; Liu, Y.; Liu, Y.; Liu, Z. -W.; Liu, Z. -F.; Liu, Z. -Q.; Liu, Z. -R.; Liu, Z. -W.; Lu, C. -D.; Lu, M. -R.; Lu, P. -C.; Lu, Y.; Luo, Q.; Luo, T.; Luo, X. -F.; Lv, H. -H.; Lyu, S. -T.; Lyu, X. -R.; Ma, B. -Q.; Ma, C. -L.; Ma, S. -H.; Ma, T.; Ma, W. -B.; Meng, Y.; Fan, M. -X.; Miao, X. -C.; Migliorati, M.; Milardi, C.; Mineeva, T.; Mo, Y. -H.; Mullor, H. G.; Musa, E.; Nakamura, S.; Nefediev, A.; Nie, Y. -C.; Ohmi, K.; Padmanath, M.; Pakhlov, P.; Pang, J.; Passemar, E.; Pei, G. -X.; Pei, H.; Peng, H. -P.; Peng, L.; Ping, R. -G.; Pire, B.; Prasad, V.; Qi, B. -B.; Qi, Z. -J.; Qian, Y.; Qiao, C. -F.; Qin, J. -J.; Qin, L. -Y.; Qin, Q.; Qin, X. -S.; Ratnikov, F.; Roberts, C.; Rodriguez-Sanchez, A.; Rogovsky, Y.; Rogozhin, P.; Roig, P.; Ruan, M. -Q.; Segovia, J.; Shang, F. -L.; Shang, L.; Shangguan, J. -F.; Shao, D. -Y.; Shao, M.; Shao, Z. -X.; Shen, C. -P.; Shen, H. -F.; Shen, X. -M.; Shen, Z. -T.; Shi, C. -T.; Shi, J. -L.; Shi, R. -X.; Shi, Y. -K.; Si, Z. -G.; Silva, L. V.; Skamarokha, M.; Su, J. -C.; Sun, G. -B.; Sun, J. -F.; Sun, K.; Sun, L.; Sun, M. -K.; Sun, R.; Sun, X. -L.; Tang, J. -Y.; Tang, Y. -G.; Tang, Z. -B.; Tao, W.; Telnov, V.; Teng, J. -X.; Tikhonov, Y.; Tsai, C. -Y.; Uglov, T.; Vagnoni, V.; Valencia, G.; Wan, G. -Y.; Wang, A. -X.; Wang, B.; Wang, C. -Z.; Wang, E.; Wang, H. -J.; Wang, J.; Wang, J.; Wang, J. -Z.; Wang, L.; Wang, L.; Wang, Q.; Wang, S. -Q.; Wang, S. -Y.; Wang, S. -K.; Wang, W.; Wang, W. -P.; Wang, X. -P.; Wang, X. -Y.; Wang, X. -F.; Wang, Y. -Q.; Wang, Y. -M.; Wang, Y. -H.; Wang, Z. S.; Wang, Z.; Wang, Z. -G.; Wang, Z. -Y.; Wang, Z. -Y.; Wang, Z. -R.; Wei, B. -F.; Wei, S. -Q.; Wei, S. -Y.; Wei, X. -M.; Wei, Y. -J.; Wei, Y. -L.; Wiedner, U.; Wu, J. -J.; Wu, J.; Wu, Q.; Wu, S.; Wu, X.; Wu, X. -G.; Wu, X.; Wu, Y. -C.; Wu, Y. -S.; Xia, L.; Xiao, Z. -G.; Xie, C. -J.; Xie, K. -B.; Xiong, Z. -Y.; Xu, J.; Xu, L. -L.; Xu, S. -S.; Xu, X.; Xu, Y.; Yan, L.; Yan, W. -B.; Yan, X. -Q.; Yang, C.; Yang, H. -J.; Yang, H. -T.; Yang, J.; Yang, P. -H.; Yang, S.; Yang, T.; Yang, W. -H.; Yang, X. -H.; Yang, X. -T.; Yang, Y. -L.; Yang, Z. -W.; Yang, Z. -J.; Yao, D. -L.; Ye, Z. -C.; Yi, K.; Yi, L.; Yin, L. -X.; You, Z. -Y.; Yu, C.; Yu, Z.; Yuan, J.; Yuan, Y. -J.; Yury, N.; Zeng, Y. -F.; Zha, W. -M.; Zhang, A. -L.; Zhang, D. -Y.; Zhang, G. -Y.; Zhang, G. -H.; Zhang, H. -Y.; Zhang, H. -R.; Zhang, H. -H.; Zhang, H. -B.; Zhang, J. -L.; Zhang, J. -R.; Zhang, J. -H.; Zhang, J. -Y.; Zhang, J. -L.; Zhang, L.; Zhang, L.; Zhang, L. -H.; Zhang, L. -H.; Zhang, N.; Zhang, Q. -Y.; Zhang, Q. -Z.; Zhang, R.; Zhang, R. -Y.; Zhang, S. -R.; Zhang, S. -H.; Zhang, S. -L.; Zhang, W. -C.; Zhang, X. -Y.; Zhang, X. -M.; Zhang, X. -T.; Zhang, X.; Zhang, X. -H.; Zhang, Y. -X.; Zhang, Y. -T.; Zhang, Y. -H.; Zhang, Y. -F.; Zhang, Y.; Zhang, Y. -M.; Zhang, Z. -Y.; Zhang, Z. -Q.; Zhang, Z. -C.; Zhao, J. -Y.; Zhao, M. -G.; Zhao, Q.; Zhao, R. -G.; Zhao, Y. -C.; Zhao, Z. -X.; Zhao, Z. -G.; Zhemchugov, A.; Zheng, B.; Zheng, J. -X.; Zheng, L.; Zheng, R.; Zheng, X. -C.; Zheng, Y. -H.; Zhong, B.; Zhou, D. -C.; Zhou, D. -M.; Zhou, H.; Zhou, H.; Zhou, J.; Zhou, J. -X.; Zhou, Q. -S.; Zhou, S. -Y.; Zhou, X.; Zhou, X. -K.; Zhou, X. -R.; Zhou, Y. -J.; Zhou, Y.; Zhou, Y. -M.; Zhou, Z. -R.; Zhu, B.; Zhu, J. -Y.; Zhu, J. -Y.; Zhu, L.; Zhu, R. -L.; Zhu, X. -H.; Zhu, Y. -C.; Zhu, Z.; Zobov, M.; Zong, Y.; Zou, B. -S.; Zou, Y.; Zu, J.. - In: NUCLEAR SCIENCE AND TECHNIQUES. - ISSN 1001-8042. - 36:12(2025), pp. 1-170. [10.1007/s41365-025-01833-x]
01a Articolo in rivista
File allegati a questo prodotto
File Dimensione Formato  
Ai_Conceptual_2025.pdf

accesso aperto

Note: Articolo su rivista
Tipologia: Versione editoriale (versione pubblicata con il layout dell'editore)
Licenza: Creative commons
Dimensione 37.1 MB
Formato Adobe PDF
37.1 MB Adobe PDF

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11573/1760676
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus 8
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? ND
social impact