编者按:自引力波和量子通讯之后,大型粒子对撞机在近日也成为了热门“物理词汇”之一。 简单来说,粒子对撞机就是一种设计让高能粒子相互碰撞的机器,通常为环形。 就中国是否应该建造全球最大的粒子对撞机这一问题,科学家们展开了激烈的辩论,著名数学家、菲尔兹奖获得者丘成桐和中科院高能所所长王贻芳表示支持,而诺贝尔奖获得者杨振宁则持反对意见。 为了了解更多科学家们的观点,以达到兼听则明,DT君对全球 9 名顶尖科学家进行了采访,这些科学家们来自牛津大学、剑桥大学、马克思·普朗克研究所、慕尼黑大学、加州理工学院等著名高校和研究所,其中多数人的研究领域都集中于高能物理。 根据采访结果,多数科学家都对建造大型粒子对撞机持支持态度,认为“大型粒子对撞机是探索高能物理的唯一直接途径”。 关于项目本身的高额费用,科学家们基本都认为从长期来看将利大于弊——在提高建造国自身的整体科研实力、提升国际科研地位的同时还能推动经济的发展。 此外,部分科学家也提出如此预算庞大的项目也可以考虑国际合作(类似欧洲的大型强子对撞机,即LHC项目),联合多个国家共同投资。 以下为整理后的精彩内容。
牛津大学物理系 Daniela Bortoletto教授 大型粒子对撞机不可取代,利大于弊,希格斯玻色子的研究非常重要,中国如建成将从各方面受益匪浅。 国际高能物理学界非常关注中国关于建造大型对撞机的讨论。 环形正负电子对撞机(circularelectron positron collider ,CEPC)拥有50-70千米长的加速轨道,开奖,使得电子和正电子对撞能量达到2400-2500亿电子伏。CEPC堪称希格斯工厂,因为它可以制造百万计的希格斯玻色子,科学家可以对这种新发现基本粒子的特性进行深入研究。 该加速轨道还能用作超级质子对撞机(Super Proton-Proton Collider,SPPC)的组成部分,届时能级将达到70万亿电子伏,是欧洲大型强子对撞机(LHC)的5倍。 由中科院高能物理研究所所长王贻芳院士牵头的国际研究团队已经完成了CEPC的概念设计报告。CEPC是中国目前为止最具雄心的科研项目之一,项目的进展之快让我印象深刻。 CEPC对于研究新发现的希格斯玻色子至关重要,而希格斯玻色子中藏着所有其他基本粒子如何获得质量的秘密,这就是我认为的建造大型粒子对撞机的最根本价值。 欧洲核子研究组织(CERN)的超级质子同步加速器(SuperProton Synchrotron SPS)在1983年发现W和Z玻色子,并在随后使用大型正负电子对撞机(LargeElectron–Positron Collider,LEP)对其进行了详细研究。W和Z玻色子对应于核裂变时的弱作用力,它们的发现极大丰富了人类在高能物理领域的知识。 未来的LEP将允许科学家们对希格斯玻色子进行更为深入的研究。而仅就CEPC而言,它可以让制造出来的希格斯玻色子免于衰变效应的干扰。此外,CEPC的轻子对撞机可以对希格斯玻色子的衰变特性(例如,希格斯玻色子衰变为粲夸克(Charmquark))进行更准确研究,而这项工作对于现有的欧洲LHC是很困难的。 CEPC还可以用来研究隐希格斯衰变——希格斯玻色子衰变为稳定的中性粒子,包括理论预期的暗物质。通过对希格斯玻色子的研究,人类有可能揭开宇宙暗物质之谜。 CEPC是一项富有挑战性的工程,但是它也是中国粒子物理学研究跻身世界一流水平的绝佳机会。该大科学工程需要大量的拨款支付基建和人员费用,最近出炉的一项关于欧洲大型强子对撞机(LHC)的投入产出分析报告指出,大型强子对撞机的回报远超投入。此外,该大科学工程还有望吸引全球的顶级科学家来华工作,共同解开希格斯玻色子的秘密。
慕尼黑大学物理系 Otmar Biebel 教授 以国际合作方式建造大型粒子对撞机,利大于弊毋庸置疑。 关于这么一个预算规模如此之大的项目到底值不值得,应该从以下三个方面进行考虑。 关于粒子物理的研究 (责任编辑:本港台直播) |