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:欧洲欲筑新对撞机 身价腾贵引争议

文章来源:柯莱 时间:2019-05-07

  欧洲欲修新对撞机 身价腾贵引争议

  歐洲欲修新對撞機 身價昂貴引爭議

  據英國《自然》雜志官網報道,歐洲核子筹议核心(CERN)15日發佈瞭一項雄心万丈的計劃——修制一臺新的加快器,其長度是現活着界上效力最強大的對撞機——27公裡長的大型強子對撞機(LHC)的4倍 ,最高能量將為LHC的6倍。歐核核心指望 ,這臺新設備能發現新粒子並帶來新物理學 。

  據悉,擬議的新設備名為“未來環形對撞機”(FCC)。根據對撞機的格式区别,耗資約為90億到210億歐元。不管哪種格式,一朝修成 ,FCC將成為有史以來效力最強大的粒子對撞機。

  歐核核心理論部門掌舵人弗朗西斯科·吉迪絲說:“這是一次浩大的飛躍,不是像我們計劃去火星 ,而是像我們計劃去天王星。”

  FCC將搜尋新粒子

  2012年 ,LHC發現希格斯玻色子,震驚众人,但此後它再沒有發現任何新粒子。吉迪絲說,這注明我們须要將對撞能量盡恐怕地降低,“而FCC這類大膽的項目將有助於我們正在最基礎層面破解少许自然界的奧秘”。

  以色列特拉維夫大學物理學傢哈利娜·阿佈拉莫維奇示意,FCC的潛力“令人興奮”,她們將對此進行深刻討論,並與其他擬議項目進行比較。

  根據歐核核心的報告,FCC的筹议始於2014年 ,歐盟委員會的“地平線2020”(Horizon 2020)項目也為其供应瞭資助。

  最新報告稱,最恐怕的情況是正在目前LHC的地道旁挖一條100公裡長的地道。发掘地道和修制其他相關基礎設施的本钱約為50億歐元,然後正在這條地道內修制價值40億歐元的電子—正電子對撞機 ,這一對撞機可正在365GeV(吉電子伏特)能量下,打垮電子及其反物質正電子,從而比LHC更精確地筹议希格斯玻色子等已知粒子。這項新筹议計劃於2040年摆布開始。

  長期以來,物理學傢平素企图為LHC尋找“接棒人”——修制一臺國際直線對撞機(ILC) ,ILC也讓電子和正電子發生對撞。2012年,日本科學傢提出主導這一設施的修設 。但鑒於LHC自從希格斯玻色子問世後,正在尋找新粒子方面“徒手而歸”,因而修制ILC的計劃目前也摇摇欲坠,因為ILC隻能達到足以筹议希格斯的能量領域,而無法發現任何更高能的粒子(但歐核核心計劃的FCC希望實現這一點)。日本政府將正在3月7日決定是否依旧主導ILC的修制作事。

  最新報告中提出的另一個選擇是修制耗資150億歐元、長達100公裡的新一代質子—質子對撞機(所謂的強子對撞機),其能量能够高達10萬GeV,遠高於LHC最高16000GeV的能量。

  但更恐怕的情況是,起初修制電子—正電子對撞機,然後正在21世紀50年代後期 ,修制新一代質子—質子對撞機。

  歐核核心的報告指出 ,無論哪種格式,更高能量的對撞機都將搜尋全新的粒子,這些粒子恐怕比已知的粒子更重,因而须要更众的能量來產生 。

  報告同時也強調,盡管相關技術已經博得不少進步,但修制這樣的機器仍面臨不少困難。因而,有人認為,比較合理的道徑是起初修制能量更低一點的機器。吉迪絲說:“假设有一條100公裡的地道来日就準備好,我們將能够顿时開始修制一臺電子—正電子對撞機,因為這項技術已根本存正在;但對於對撞能量高達100TeV的對撞機所需的磁鐵,還须要進行更众筹议和開發作事。”

  身價昂貴引爭議

  當然,並非每個人都認為超級對撞機是一項好投資。德國法蘭克福上等筹议院理論物理學傢薩賓·霍森菲爾德說:“沒有来由認為,正在FCC這種對撞機能達到的最高能量領域會出現新物理學。”

  况且,霍森菲爾德指出,修制這款對撞機所需的大筆資金花正在其他大型設施上,恐怕會獲得更豐厚的回報 。比如,正在月球的遠端就寝一個要紧的射電望遠鏡,或者正在其軌道上就寝一個引力波探測器等  。

  但歐核核心負責此次FCC報告的物理學傢邁克爾·貝內迪克特說,無論預期的科學效果和回報怎样,這樣的設施都值得修設。“這些規模最大的作事和項目,是連接区别國傢和科研機構的橋梁。”

  中國的嘗試

  中國高能物理筹议所所長王貽芳示意,他並不懷疑歐核核心能够實現這樣一個項目。“歐核核心有久远的获胜歷史,擁有技術才华、处分妙技,况且與政府的關系也很好。”

  目前王貽芳也正在中國領導一個類似的項目 。他說,中國和歐洲這兩項嘗試的科學目標和技術可行性都根本一致。况且,大傢比較相仿認為,起初進行電子—正電子對撞,然後繼續深刻,修制強子對撞機 。

  《自然》網站指出,修制強子對撞機所需的額外本钱大个别來自超導磁體和维持磁體處於低溫狀態的氦低溫系統。讓強子對撞的FCC將须要行使由超導合金Nb3Tn修制的16特斯拉磁體;而中國目前正全力於筹议更先進、但目前還不太成熟的鐵基超導體,這種超導體能够正在更高一點的溫度下作事 。王貽芳說:“假设能正在20開爾文做到這一點,那麼將獲得浩大的回報。”

  尽管粒子物理學傢愿意,宇宙须要一臺100公裡長的對撞機,但目前並不大白是否须要兩臺。正在這種情況下,哪邊先行一步,哪邊就會搶得先機。

  王貽芳說,每臺對撞機都會進行對更廣泛的國際團體和群體開放的實驗,因而,從科學的角度來看,無論哪邊最終修成這樣的設備,都會讓科學受益。

  (科技日報北京1月17日電)

  

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