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粒子加速器从诞生至今，推动其发展的根本动力在于探求人类面临的四大基本问题，即：物质、宇宙、生命的基本构成和运动规律以及人类思维的运行规律。几十年来在这一方面取得的最大成就是获得几个万亿电子伏特的束流，利用它们可以寻找Higgs粒子、检验标准模型等，但为了研究暗物质、超对称的破缺等有关物质基本构成的重大问题，还需要加速能量比现有高千倍的PeV量级、千万亿电子伏量级的加速器。常规粒子加速器由于存在电场击穿的限制，加速梯度低于100MV／m，这样一个目标是现有常规加速器技术所难以达到的。