欧洲核子研究组织建造大型强子对撞机 能达到比LHC高出七倍的能量

公认的事实是，拥有世界领先科学设施的物理实验室必须制定一个计划，以使更好的机器成功。位于日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室(CERN)也是如此，该实验室拥有世界上最大的原子粉碎机，即27公里长的大型强子对撞机(LHC)。今天，欧洲核子研究组织(CERN)理事会宣布将启动一项技术和财务可行性研究，以建造一个更大的对撞机，其长80至100公里(实际上是连续两个)，最终能达到比LHC高出七倍的能量。

欧洲核子研究组织(CERN)的主要成员，物理学家兼主席乌尔苏拉·巴斯勒(Ursula Bassler)说：“欧洲核子研究组织的成员国感到骄傲，因为它是领先的粒子物理实验室。来自支持该实验室的23个国家/地区的代表。然而，欧洲核子研究组织总干事法比奥拉·贾尼奥蒂强调，尚未承诺建造新的猛ma对撞机，这可能耗资200亿美元。她说：“没有建议实施任何项目。” “这将在几年内到来。”

自从大型强子对撞机在2010年开始采集数据以来，物理学家一直在争论下一步要建造什么对撞机。在2000年代初期，讨论的焦点是长30公里，直射，线性的对撞机，它将电子击成正电子。这样的机器将补充圆形的LHC，后者粉碎质子的反循环束。两种类型的机器具有不同的优势。质子对撞机通常可以达到更高的能量并发现较重的新粒子。但是质子是由其他称为夸克的粒子构成的，因此它们会造成混乱的碰撞。相反，电子和正电子是不可分割的基本粒子，因此它们会产生更清晰的碰撞。从历史上看，物理学家经常在质子对撞机上发现新粒子，并在电子-正电子对撞机上进行了详细研究。

那就是当今世界各地的粒子物理学家正在尝试的游戏。2012年，粉碎质子的LHC 炸毁了希格斯玻色子，这是物理学家标准模型预测的最后一个粒子，也是解释所有其他基本粒子如何获得质量的关键。现在，许多人想建造一个电子-正负对撞机，并将其作为希格斯工厂运行，以大量制造该粒子，并查看其是否具有准确的预测性质。超出预测值的任何偏差都将是超出40年历史的标准模型之外的新物理学的征兆，粒子物理学家迫切希望找到这些东西。日本的物理学家希望举办这样一个线性对撞机。

然而，几年前，一些物理学家提出了另一种方法，即建造一个80至100公里长的圆形电子-正电子对撞机来研究希格斯。那台机器将有一个主要缺点：随着轻量电子绕圆周运动，它们会辐射大量的X射线并损失能量，因此，这种机器效率低下，能量到达范围受到限制。但是它具有很大的实际上行空间：以后需要的隧道也可以用来容纳能量更高的质子对撞机。这正是欧洲核子研究组织(CERN)对大型强子对撞机所做的，后者是在现有的大型电子正电子对撞机隧道中挖出的，该隧道运行于1989年至2000年。(它详细研究了先前发现的称为W和Z玻色子的粒子与欧洲核子研究组织的质子-反质子对撞机。)

现在，CERN的物理学家们设想了一个未来，到2040年左右，他们将建造一个巨大的圆形电子-正电子对撞机来研究希格斯。然后，他们将跟踪一个功能更强大的质子对撞机，以达到新的高能边界。今天，CERN理事会朝着这个方向迈出了一步，宣布了其长期战略的更新，这是自2013年以来的第一次。

然而，欧洲核子研究组织的计划发生了多大变化仍然是模糊的。那里的一些物理学家长期以来一直在研究CERN自己的线性对撞机设计。而且看起来新的远程战略并未完全摒弃该想法。特拉维夫大学物理学家Halina Abramowicz在一次在线问答环节中说：“我们还建议继续进行加速器研发，以确保我们不要错过改善加速器技术的机会。” “我认为非常清楚地传达这一信息很重要。”

大型新机器的可行性研究应在2026年或2027年完成，届时欧洲核子研究组织将更新其长期战略。由于中国的物理学家也有类似的计划建造大型圆形对撞机，因此欧洲核子研究中心也可能在对撞机军备竞赛中竞争。当然，这一切都取决于LHC是否正在寻找希格斯玻色子以外的东西，而LHC正在经历升级，并且应该运行到2030年代中期。如果不是这样，说服欧洲各国政府花200亿美元研究希格斯家族，可能会成为一个艰巨的政治挑战。