欧洲核研究组织(CERN)已批准了一项雄心勃勃的计划,即建造62英里的超级对撞机,以追求扩大人类的物理知识。欧洲核子研究委员会(CERN)今天(6月19日)批准了这项计划(《欧洲粒子物理2020战略》),预计费用至少将达到210亿欧元(约合人民币1670亿元)。
欧洲核研究组织(CERN),因涉及大型强子对撞机的工作而闻名。上述战略计划提出,基于正负电子对撞机的“希格斯(Higgs)工厂”是“优先级最高的未来对撞机项目”,并期望建设能量尽可能高的质子对撞机。
为使超级对撞机成为现实,将需要进行的其他大量工作,这是相当可观的。然而,一旦实现,这台新机器将帮助物理学家了解希格斯玻色子的性质。它将于本世纪中叶开始与电子的反物质正电子发生碰撞。
欧洲核子研究组织总干事法比奥拉·贾尼奥蒂(Fabiola Gianotti)对安理会说:“我认为这对欧洲乃至欧洲以外的欧洲核子研究组织和粒子物理学来说都是历史性的一天。”
如果不出所料,这台超级对撞机将在CERN日内瓦办事处附近的地下隧道中建造。但是,在此之前,专家必须设计新的对撞机,并确定设计是否可行。欧洲核子研究组织理事会详细说明了一项计划,该计划最终将分两个阶段进行:
其中第一阶段将更加紧迫,并将涉及建立一台电子-正电子对撞机。它将对碰撞能量进行调整,以最大程度地产生希格斯玻色子,并详细了解其性质。
几十年后,这种对撞机将被更强大的对撞机(质子-质子粉碎机)所取代,后一种对撞机能够提供100太伏特伏特的电压,这是对大型强子对撞机的16 TeV能力的巨大提升。但是,那个项目还是一个遥不可及的梦想,而实现这一目标所需的技术目前还没有开发出来。
CERN提出的新机器,在概念上与中国科学院高能物理研究所(IHEP)负责人Yifang Wang在2012年发现大型强子对撞机希格斯玻色子后率先提出的针对中国大学的提议类似。Wang的提议还包括在第二阶段建造质子对撞机,遵循大型强子对撞机的模型(27公里的大型强子对撞机环占据了1990年代容纳CERN大型电子正电子对撞机的隧道)。Yifang Wang表示,欧洲核子研究组织的决定“证实我们的选择是正确的”。
整个过程将是一个漫长的过程,预计在2038年开始在62英里长的隧道及相关机器上进行建设。当然,这将需要大量资金,而这些资金尚未到位。
来自成员国的现有资金无法撑起这项雄心勃勃的计划的成本,这意味着欧洲核子研究组织可能需要组建一个全球性组织,以吸引其他愿意捐款的国家,包括那些美国、日本等已有较大物理学努力的国家。
目前,国际上“希格斯工厂”项目有三个——由中国物理学家在2012年9月提出的环形正负电子对撞机-超级质子对撞机(CEPC-SPPC)、日本正积极争取的国际直线对撞机(ILC),及CERN规划的未来环形对撞机(FCCee)。
同时,高光度大型强子对撞机仍在建造中,实质上只是对现有LHC的升级。假设超级对撞机项目可以在未来数十年内进行,这是人类发现有关宇宙新秘密的努力的空前发展。
编译/前瞻经济学人APP资讯组
参考来源:https://www.slashgear.com/cern-approves-62-mile-super-collider-now-it-just-needs-23bn-to-pay-for-it-19625624/
https://www.nature.com/articles/d41586-020-01866-9
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