[新聞] 中國或2027年開拓世界最大粒子對撞機
想建就能建成:中國或2027年開拓世界最大粒子對撞機
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原文作者:Gemma Conroy
這台50億美元的設施將比歐洲科學家提議建造的類似設施花費更低、規模更大、速度更快。
中國希望在三年內啟建一台50億美元的粒子對撞機——領先歐洲擬建的超級對撞機。 這
台週長100公里的環形正負電子對撞機(CEPC)將以無比的細節測量希格斯玻色子(
Higgs boson)-賦予萬物質量的神秘粒子。 這些資訊有望回答關於宇宙演化以及粒子為
何以這種方式相互作用的基本問題。
明年,中國政府可能會評估是否將CEPC的建設納入下一個五年規劃。 6月3日發表的全面
技術設計報告[1]顯示,如果得到政府支持, 建設可能會在2027年啟動,建設週期約10年
。 該報告估計,這台超大型對撞機耗資約364億元人民幣(52億美元)——建造和運行費
用遠低於歐洲未來環形對撞機(FCC)的170億美元。 如果政府批准,歐洲FCC將在2030年
代開建。
在CEPC巨大的地下隧道內,電子和正電子(電子的反粒子)將在極高能量下碰撞,產生數
百萬的希格斯玻色子。 這個數量讓研究人員能以前所未有的細節研究這種粒子,香港科
技大學理論物理學家Andrew Cohen說。 透過更精確地測量希格斯粒子,研究人員將探索
標準模型無法回答的問題——標準模型是目前關於宇宙組成(如暗物質的性質以及為何宇
宙中的正常物質多於反物質)的主流理論,但還不完善。
這份最新報告包含一份關於此加速器佈局設計以及組件原型的詳細藍圖,中國科學院高能
物理研究所(IHEP)所長王貽芳說。 報告也對三個可能選址進行了評估:秦皇島、長沙
和湖州。 王貽芳說:“我們現在相信這是一個我們可以實際建造的設施。”
歐洲粒子物理實驗室CERN的物理學家Frank Zimmermann說道,中國這台超大設施的許多組
件已經在國內其他設施上進行測試。 其中包括北京即將完工的高能量同步輻射光源。 考
慮到中國已有一台與CEPC類似的對撞機——北京正負電子對撞機——可以說高能物理研究
所在該領域的專業性已經超過了CERN,CEPC技術設計報告評審委員會主席、參與了FCC項
目的Zimmermann說,“他們的進展特別大。”
海外支持
這份技術設計報告證明, 中國有能力在國際科學研究人員基本上不參與的情況下完成
CEPC加速器的建設 ,CEPC國際顧問委員會的成員Cohen表示, 「只要他們想建造這個加
速器並採取行動,他們就能建成。
由於持續的地緣政治壓力, CEPC的另一個難題可能是如何吸引其他國家的資金 ,波士頓
大學粒子物理學與量子場論歷史學家和哲學家曹天予說,“我認為西方幫助的意願會降低
。”
不過,不只中國面臨國際資助的難題。 5月,德國政府表示將不會支付FCC 170億美元的
標價中需要該國承擔的部分——這成了該項目當前面臨的巨大阻礙。
不過,王貽芳相信CEPC將是全球合作。 他指出, 在中國一些大型實體設施的工作團隊中
,國際科學研究人員已經佔了30%-50%——其中包括計劃於今年啟用的開平的江門中微子
實驗。 他說:“我們相信CEPC也會差不多。”
同時,王貽芳和他的團隊正在編寫一份工程設計報告,報告將闡述CEPC建造的具體細節
。 王貽芳說:“我們想確保我們為這個項目做好萬全準備。”
參考文獻:
1.高,J.輻射。 探測。 技術。 方法 https://doi.org/10.1007/s41605-024-00463-y
(2024)。
原文以China could start building world's biggest particle collider in 2027標題
發表在2024年6月17日《自然》的新聞版塊上
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