欧洲将斥资170亿美元建造超级对撞机,探索“上帝粒子”和新物理学

小夏 科学 更新 2024-02-08

欧洲正计划建造一个超级对撞机,以探索物质最深的奥秘。 这台名为“未来环形对撞机”(FCC)的对撞机将在法国和瑞士边境下方建造一条91公里长的圆形隧道,以加速并与亚原子粒子碰撞。 该项目的目标之一是更详细地研究希格斯玻色子,这是一种能够将质量赋予其他粒子的神秘粒子,也称为“上帝粒子”。 希格斯玻色子于2012年由现有的大型强子对撞机(LHC)发现,LHC是瑞士日内瓦郊外轨道上的27公里对撞机,目前是世界上最大的粒子加速器。 然而,大型强子对撞机的能量不足以揭示希格斯玻色子的全部性质,也没有发现其他预期的新物理现象,如暗物质或超对称粒子。 因此,科学家们希望通过建造更强大的对撞机来找到新的物理突破。

负责大型强子对撞机和FCC的国际组织欧洲核子研究中心(CERN)已经完成了FCC可行性研究的中期报告,但尚未公开。 据透露,FCC的建设将分两个阶段进行。 第一阶段将在2033年左右开始,在地下200米深处开挖一条100公里长的隧道,其中将安装一个正电子对撞机,用于希格斯玻色子的质量产生和测量。 第二阶段是在本世纪晚些时候用质子-质子对撞机取代正电子和负电子对撞机,其碰撞能量将达到100万亿电子伏特,是大型强子对撞机的六倍,是人类历史上最高的能级。

FCC的建设将是一个巨大的工程和科学挑战,以及大量的资金。 据估计,FCC的总成本将达到170亿美元,其中大部分将由CERN的现有预算支付,但也需要CERN成员国和其他国家的资金支持。 欧洲核子研究中心的成员国包括欧盟的大部分国家,以及英国、瑞士、挪威等非欧盟国家。 欧洲核子研究中心还拥有多个准成员国,如美国、日本、中国、印度等,也参与了大型强子对撞机的研究和运行。 欧洲核子研究中心总干事法比奥拉·贾诺蒂(Fabiola Gianotti)表示,FCC的建设需要全球合作和共享,但尚未给出具体的资金分配计划。

FCC的建设也面临一些争议和质疑。 有科学家认为,催化裂化成本过高,回报不明朗,尤其是在没有明确的理论指导和**的情况下,只是盲目追求更高的能量。 他们认为,这笔钱应该花在其他更紧迫、更有意义的科学领域,如气候变化、生物医学、人工智能等。 其他科学家认为,FCC是探索物理学前沿的必要手段,它可能会带来意想不到的发现和创新,以及相关技术和人才的发展。 他们认为,FCC是人类好奇心和探索自然的体现,是科学进步的重要推动力。 FCC的建设计划有待欧洲核子研究中心的进一步评估和批准,以及与各国**和机构的磋商和协调。 FCC的完整研究预计将于明年公布,而最终决定将在2028年做出。 如果一切顺利,FCC将在本世纪中叶投入使用,为人类打开通往新物理世界的大门。 欧洲将斥资170亿美元建造超级对撞机

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