前面提到,现代大型加速器已非常复杂,需要专门的知识和技术。很多资深加速器专家常年研究加速器物理和技术,而并不是特别了解大型加速器的科学目标。我本人虽然有很多年的加速器研究经历,也直接参与 CEPC-SPPC 项目第二阶段 SPPC 的前期研究,但对高能物理了解也只是皮毛,对其科学目标不敢妄加评论,通常只能是谦虚地请教我们的理论物理学家或者实验物理学家。作为加速器专家,我们更多的时候是根据粒子物理学家或核物理学家的要求来设计、研制和运行加速器装置,或者根据更大的科学家群体的要求设计建造作为多学科应用平台的光源和中子源的加速器,也参与研制和发展应用纯应用型的加速器(如X射线治疗和质子-重离子治疗的加速器)。还有一些加速器专家在退休后发挥余热,积极参加应用型加速器的研发,国际上不少小型加速器公司就是这些人发展起来的。 5 CEPC-SPPC 建造必要性的见仁见智 CEPC-SPPC(CEPC 是环形正负电子对撞机的英文缩写,又称为希格斯工厂,其核心科学目标是希格斯粒子的精细研究)的建造是得到国际高能物理界多数人认可的非常重要且较为紧迫的工作。当然,CEPC 上也还可以开展希格斯物理之外的一些其他重要的物理研究目标。位于瑞士日内瓦欧洲核子研究中心CERN的大型强子对撞机LHC虽然发现了希格斯粒子,但它是个发现型加速器,不适用于开展精细研究。而建造 CEPC 所需要的加速器技术在国际基本上是成熟的,采用更先进的技术是为了降低其造价和运行费用。尽管其造价仍然非常高,但300-400亿人民币在国际上也被认为可以接受的(国际上15-20亿美元或欧元的大科学工程已有不少)。中国的国力加上国际合作也是在承受范围之内的,如果获得支持就可以很快就可以启动。作为质子对撞机,SPPC 也将是一台发现型的加速器器,但它要在比 LHC 高5-7倍的能区寻找超出粒子物理标准模型以外的物理现象,包括发现新粒子和验证新的模型。当然,这不仅是粒子物理的问题,也是宇宙学的问题,因为它要回答宇宙起源的问题。然而,建造 SPPC 的条件还不成熟,其中最为关键的是我们还没有掌握磁场强度达到16-20T的磁铁技术。国际上认为通过今后15-20年的协同攻关,我们有希望发展出这项技术并在极大程度上降低其造价。应该说,我国科学家提出的两步走路线是非常科学的和符合中国国情的,即先用15年左右的时间建造和运行 CEPC,然后再根据科学目标的需要和技术成熟度视机启动 SPPC 的建造,CEPC 阶段建造的对撞机隧道和大量基础设施可以用于 SPPC 的建造,从而节省经费和时间。 我本人也并不认为中国必须建造 CEPC-SPPC,其科学目标是否足够令人信服?时机是否最佳?是否还有其他更紧急的项目需要支持?目前国家的财政状况是否可以承受?这些都可以通过圈内、圈外科学家的讨论,再由相关的决策机构决定。这过程中也应该欢迎公众参与讨论,但肯定不能采用公众投票来决定是否建造,因为一般公众对理解这样的项目对国家的作用的能力是很有限的,肯定远不如英国公投脱欧的情况。如果大家在发表意见前,先通过有关渠道(如网页和书籍等)学习一些高能物理、加速器的初步知识,就太好了,那么这次全民辩论将肯定是一次对公众进行科学普及和教育的大好机会。CERN 每年都会吸引成千上万的普遍百姓来参观,他们不是来学习高能物理的,atv,而是来看看我们人类如何的伟大,建造如此复杂的装置来回答自然界的根本问题,并了解到加速器技术的发展竟然同我们的生活是息息相关的。 大型科学设施尤其是 CEPC-SPPC 这样超大型装置需要好多年的时间作准备,进行设计优化和关键技术的预研,以及研制队伍的组织和国际合作框架的建立。因此,在进一步研判是否批准建造前,应该给予一定的预研经费进行研究,这样即使最终决定不建造,所获得的技术进展仍然是很有价值的。而 SPPC 是面向20年以后的世界和目前还没有掌握的关键技术,也是需要提前布置的。尽管美国已明确表示将不牵头建造超级对撞机,但仍花相当多的经费来组织他们国内的科研单位开展强场超导磁铁技术的研发,这使他们在今后参加国际合作时处于有利地位,也有利于将新技术用于其他领域。 6 CEPC-SPPC 的引智作用 (责任编辑:本港台直播) |