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欧洲欲建新对撞机 身价昂贵引争议
发布时间:2019-01-18

  最新报告中提出的另一个决定是建造耗资150亿欧元、长达100公里的新一代质子―质子对撞机(所谓的强子对撞机),其能量可能高达10万GeV,远高于LHC最高16000GeV的能量。

  据英国《自然》杂志官网报道,欧洲核子研究中心(CERN)15日发布了一项雄心勃勃的计划――建造一台新的加速器,其长度是当初世界上功效最强大的对撞机――27公里长的大型强子对撞机(LHC)的4倍,最高能量将为LHC的6倍。欧核中央渴望,这台新装备能发现新粒子并带来新物理学。

  欧洲欲建新对撞机 身价昂贵引争议

  据悉,拟议的新设备名为“未来环形对撞机”(FCC)。根据对撞机的情势不同,耗资约为90亿到210亿欧元。不管哪种形式,一旦建成,FCC将成为有史以来功能最富强的粒子对撞机。

  王贻芳说,每台对撞机都会进行对更广泛的国际团体跟群体开放的实验,所以,从科学的角度来看,无论哪边最终建成这样的设备,都会让迷信受益。

  (科技日报北京1月17日电)

  讲演同时也强调,只管相关技巧已经取得不少进步,但建造这样的机器仍面临不少艰难。因而,有人认为,比较公平的途径是首先建造能量更低一点的机器。吉迪丝说:“假如有一条100公里的隧道明天将来就准备好,我们将能够即时开始建造一台电子―正电子对撞机,由于这项技术已基本存在;但对对撞能量高达100TeV的对撞机所需的磁铁,还需要进行更多研究和开发工作。”

  但更可能的情形是,首先建造电子―正电子对撞机,而后在21世纪50年代后期,建造新一代质子―质子对撞机。

  目前王贻芳也在中国领导一个类似的名目。他说,中国跟欧洲这两项尝试的科学目标和技能可行性都基本相同。而且,大家比较一致认为,首先进行电子―正电子对撞,而后连续深入,建造强子对撞机。

  最新呈文称,最可能的情况是在目前LHC的地道旁挖一条100公里长的隧道。挖掘隧道和建造其他相干基础设施的本钱约为50亿欧元,然后在这条隧道内建造价值40亿欧元的电子―正电子对撞机,这一对撞机可在365GeV(吉电子伏特)能量下,粉碎电子及其反物质正电子,从而比LHC更正确地研究希格斯玻色子等已知粒子。这项新研究打算于2040年左右开端。

  但欧核中心负责此次FCC报告的物理学家迈克尔・贝内迪克特说,无论预期的科学成果和回报如何,这样的设施都值得建设。“这些范畴最大的工作和项目,是连接不同国家和科研机构的桥梁。”

  身价昂贵引争议

  中国的尝试

  而且,霍森菲尔德指出,建造这款对撞机所需的大笔资金花在其余大型设施上,可能会获得更丰盛的回报。例如,在月球的远端放置一个重要的射电望远镜,或者在其轨道上放置一个引力波探测器等。

  《天然》网站指出,建造强子对撞机所需的额外成本大部分来自超导磁体和保持磁体处于低温状态的氦低温系统。让强子对撞的FCC将需要利用由超导合金Nb3Tn建造的16特斯拉磁体;而中国目前正致力于研究更进步、但目前还不太成熟的铁基超导体,这种超导体可以在更高一点的温度下工作。王贻芳说:“如果能在20开尔文做到这一点,那么将失掉巨大的回报。”

  FCC将搜查新粒子

  欧核中心实践局部掌舵人弗朗西斯科・吉迪丝说:“这是一次巨大的奔跑,不是像我们谋划去火星,而是像我们规划去天王星。”

  欧核中心的报告指出,无论哪种方式,更高能量的对撞机都将搜寻全新的粒子,这些粒子可能比已知的粒子更重,因此需要更多的能量来产生。

  即使粒子物理学家同意,世界需要一台100公里长的对撞机,但目前并不清楚是否需要两台。在这种情况下,哪边先行一步,哪边就会抢得先机。

  长期以来,物理学家始终打算为LHC寻找“接班人”――建造一台国际直线对撞机(ILC),ILC也让电子和正电子发生对撞。2012年,日本科学家提出主导这一设施的建设。但鉴于LHC自从希格斯玻色子问世后,在寻找新粒子方面“空手而归”,因此建造ILC的计划目前也气息奄奄,因为ILC只能达到足以研究希格斯的能量范围,而无奈发现任何更高能的粒子(但欧核中心盘算的FCC有望实现这一点)。日本政府将在3月7日决定是否仍然主导ILC的建造工作。

  中国高能物理研究所所长王贻芳表示,他并不猜疑欧核核心可以实现这样一个项目。“欧核中央有久长的成功历史,领有技术才干、管理技巧,而且与政府的关系也很好。”

  以色列特拉维夫大学物理学家哈利娜・阿布拉莫维奇表现,FCC的潜力“令人愉快”,她们将对此进行深刻探讨,并与其余拟议项目进行比拟。

  当然,并非每个人都认为超级对撞机是一项好投资。德国法兰克福高等研讨院实际物理学家萨宾・霍森菲尔德说:“不理由以为,在FCC这种对撞机能到达的最高能量范畴会浮现新物理学。”

  依据欧核中央的报告,FCC的研究始于2014年,欧盟委员会的“地平线2020”(Horizon 2020)项目也为其供应了援助。

  2012年,LHC发现希格斯玻色子,震惊世人,但此后它再不发明任何新粒子。吉迪丝说,这表明咱们须要将对撞能量尽可能地提高,“而FCC这类英勇的名目将有助于咱们在最基础层面破解一些造作界的神秘”。


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