中国计划建造希格斯玻色子工厂 加速迈向物理学前沿

中国计划建造希格斯玻色子工厂 加速迈向物理学前沿
2019年04月01日 14:39 新浪财经-自媒体综合

  来源:参考消息

  参考消息网4月1日报道 港媒称,在物理学界7年前证实了一种基本粒子的存在之后,科学家们开始把目光聚焦于一项建造希格斯玻色子工厂的计划。而来自中国的团队在世界范围内首次公布了这项计划的详细概念设计方案。

  据香港《南华早报》网站3月30日报道,7年前发生在法国和瑞士边境的一系列碰撞实验证实了一种基本粒子的存在,这在中国物理学家王贻芳的心里引发了连锁反应。

  大型强子对撞机(由欧洲核子研究中心运行的价值上百亿美元的大型机器)中的亚原子撞击实验已证实,难以捉摸的希格斯玻色子是存在的。

  对“上帝粒子”的证实解决了可追溯至几代人的许多基本科学争论,并完成了数千名研究人员历时几十年的工作。

  但对于中国科学院高能物理研究所所长王贻芳来说,这只是一个新的开始。   

  他说:“在过去300年里,科学取得了极大的进步,因为人们研究了分子。然后研究了原子、原子核,接下来是粒子、轻子和夸克……很难想象会就此止步。”

  在王贻芳看来,下一步是要开发出下一代粒子对撞机,一座可以大量产生希格斯玻色子的工厂。他希望中国能够建造。

  需要更多“上帝粒子

  坐落于日内瓦附近的耗资130亿美元的大型强子对撞机是世界上最大的机器。它周长约27公里,100多个国家花费了30年时间才将它建成。它能以接近光速的速度发射质子,并让它们相互碰撞,以帮助科学家了解宇宙的原理。

  参与确认希格斯粒子实验的美国杜克大学物理学家詹姆斯·比彻姆说,大型强子对撞机就像一把“锤子”。

  比彻姆说:“如果你不知道希格斯玻色子是否存在,首先要做的就是拿出一把巨大的锤子,使劲砸墙,直到希格斯玻色子突然蹦出来。”

  但质子对撞“太混乱”,对撞产生出的粒子的存在时间过于短暂,无法对其进行彻底研究,而且产生的希格斯玻色子数量也不够多,无法以精确的统计手段研究它们。

  比彻姆说,下一步是建造另一台对撞机——它就像一把镊子,能以更精细的精度产生粒子,供研究人员研究。

  他说:“世界现在需要的是更多希格斯玻色子。”

  中日欧均提出建造

  报道称,在北京的高能物理研究所,王贻芳及其团队在2012年刚听到希格斯玻色子被观察到的消息,就开始着手制定建造希格斯玻色子工厂的计划。

  他们现在的目标是建造环形正负电子对撞机,这是一个修建在地下、周长100公里的环形系统。去年11月,该团队向中国政府提交了一项方案,如果顺利的话,建造工作可能会在2022年前启动。

  虽然王贻芳的团队是世界上首个公布大型强子对撞机继任者的详细概念设计方案的团队,但还有另外三个竞争方案——一个来自日本,两个来自欧洲核子研究中心。

  日本的方案被称为国际直线对撞机,但据报道,东京尚未表态是否会支持这一提案。

  《日本时报》援引日本高级加速器协会秘书长增冈正典(音)的话说,日本需要在中国之前拥有对撞机。增冈说:“如果不这样做,我们就会失去我们的地位。”

  与此同时,欧洲科学家们正在制定紧凑型直线对撞机和未来环形对撞机的方案,这些设计方案将在未来两年内由欧洲粒子物理学战略进行审查。

  问题在于,每个方案都需要大量的资金和科学家。仅大型强子对撞机就由来自约100个国家的约1万名研究人员运行。

  比彻姆说,这些方案不一定是直接相互竞争,尤其是它们还处于计划阶段。

  但他也承认,资源的限制意味着最终或许只能建造一两台机器。

  建设资金成为关键

  报道称,与申办世界杯或奥运会不同,没有任何管理机构可以投票决定谁应该建造对撞机。相反,一般认为,无论哪项方案首先获得资金,都可以先行一步。

  比彻姆说,在欧洲核子研究中心建造对撞机看起来像是自然的选择。他说:“你不必建造全新的基础设施。”

  只有一个问题——欧洲核子研究中心需要得到所有欧盟成员国的批准才能获得资金,而在欧盟努力应对内部分歧和经济疲软之际,这是个艰难的要求。

  王贻芳说,世界不应将此视为一场竞赛。他同意比彻姆的观点,即最好的情况是所有四个项目都能进行。

  王贻芳说:“那就太好了。我们的下一代粒子物理学家将在国内从事世界领先的科学研究。”

  他说,中国将与其他国家的科学家合作开展这项工作。他说:“我们不会单枪匹马去做所有事情,这没有意义。无论对撞机在哪里安放,这都必须是一项国际努力。”

  欧洲核子研究中心科学家2012年7月4日宣布,他们在寻找“上帝粒子”希格斯玻色子的过程中发现一种新粒子,其特性与科学家们探寻多年的希格斯玻色子相一致。 新华社发

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责任编辑:鲍一凡

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