中國需要超大型對撞機嗎?對中國能有什麼好處?

2020-12-04 刁博

近些天關於中國要不要建造超大型粒子對撞機的討論又達到了一個高潮。對撞機是一種大型實驗裝置,能夠將正負電子或正反質子加速到極高的能量,然後正反粒子迎頭相撞。科學家就是通過粒子的對撞研究物質的基本組成及粒子間的相互作用。目前世界上最大的對撞機是歐洲核子研究中心的大型強子對撞機,這是一個環形對撞機,其周長達27千米。

實驗粒子物理學家對對撞機能量的要求幾乎是無止境的,在發現了希格斯粒子之後,有不少科學家迫切需要一個更高能量的對撞機以研究希格斯粒子,同時也有科學家想用更高能量的對撞機去發現標準模型之外的粒子或者檢驗超對稱理論。於是國際高能物理學界幾年來一直在醞釀建造一個更大的對撞機,中國正在討論要不要建的超大型對撞機周長達到了100千米。

建造對撞機需要巨額花費,運轉之後的對撞機又是一個燒錢的無底洞,世界上沒有幾個國家能夠承擔起建造超大型對撞機所需的巨額花費。中國的經濟近些年來雖有高速發展,但拿出上千億實施這樣一個大的科學工程,也不免會讓人覺得花錢太大手大腳。目前楊振寧和王貽芳爭論要不要建的一個焦點就是錢。

中國需要超大型對撞機嗎?從科學上講,應該是世界上的高能物理學家們需要超大型對撞機,並且他們對更高能量、更高亮度的追求是無止境的。如果中國建造起了超大型對撞機,不會只有中國人在使用這臺裝置,很可能是只有少部分中國人參與實驗,因為這是世界的大科學裝置。

對撞機對中國的最大好處,更可能、更直接的能夠為中國帶來一大批科學人才,會有幾千人直接因此到中國工作。這樣能夠帶動起相關學科及技術在中國的發展。從這個角度上講,中國需要有這樣一個裝置。

至於花那麼多的錢值不值得,那就需要綜合考慮了。

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  • 現階段中國真的需要建超大型粒子對撞機嗎?為什麼?
    最近網上有一篇很火的文章——《楊振寧的最後一戰》,這篇文章客觀分析了現階段中國應不應該建造大型粒子對撞機,然後得出一個結論,那就是現階段中國不應該建設粒子對撞機。建造對撞機意味著什麼?從中國目前的發展情況來看,雖然我們已經在個別領域達到了世界先進甚至是領先的水平,但是在基礎科學領域,中國做出的成就還不夠。就好比如說中國的高能物理學,雖然近些年來也有不錯的發展,但是跟一些歐美的發達國家比起來,我們的科學手段實在是有限的,歐洲有世界上最大的粒子對撞機,歐洲的高能物理也在引領全球。
  • 中國能取代歐洲嗎?誰需要一個新的巨型對撞機?
    一個粒子在一秒內衰變有什麼實際用途呢?結果,建造對撞機仍然使用的是普通物質,而且體積越變越變大,因為物理學要求圓形對撞機的半徑隨能量線性增長:R ≈ (4π/α)3(能量)/(電子質量)2。這個方程意味著高能物理可以通過不斷擴大建造半徑來探索遠高於電子質量的能量。
  • 王貽芳與楊振寧之爭:中國該不該花360億建大型對撞機
    建造大型對撞機有什麼好處目前國際上正在醞釀的方案除了中國科學家提出的「環形正負電子對撞機+超級質子對撞機」(CEPC+SppC),還有國際直線對撞機(ILC)、緊湊型直線對撞機(CLIC)、大型正負電子對撞機(LEP3)、極高能大型正負電子對撞機(TLEP)、未來環形對撞機(FCC)、超大型強子對撞機(VLHC)、繆子對撞機
  • 中國到底要不要建造上千億對撞機?對撞機的能級大沙漠存在嗎?
    中國到底要不要建造大型的粒子對撞機?這個問題可以說已經爭論了好多年,結果是我們沒有建造,近期也不打算建造,這個結果說明了一切——中國近期不要建造超級粒子對撞機。今天小編就從側面和別的國家的做法來聊聊為什麼我國的對撞機建造不下去的原因。
  • 歐洲將建造超級對撞機,我國院士發表看法,那麼中國要不要發展?
    大型電子對撞機到目前為止,世界上「希格斯」工廠有三個項目,其中分別是:歐洲核子中心規劃的未來環形對撞機、日本正在積極爭取的國際直線對撞機以及由我國物理學家在2012年9月提出的環形正負電子對撞機。那麼,如果歐洲核子中心提出的「優先級最高的未來對撞機項目」,對目前國際上的競爭局面會帶來影響嗎?
  • 歐洲將建造超級對撞機,我國院士發表看法,那麼中國要不要發展?
    大型電子對撞機 到目前為止,世界上「希格斯」工廠有三個項目,其中分別是:歐洲核子中心規劃的未來環形對撞機那麼,如果歐洲核子中心提出的「優先級最高的未來對撞機項目」,對目前國際上的競爭局面會帶來影響嗎? 為此,我國科學院院士王貽芳在媒體採訪時說道:歐洲核子中心的項目,會給整個國際粒子物理發展帶來巨大影響,但是,我們並不吃驚,因為,我們可能是最早講這句話的人。就看誰能搶先。
  • 中國建造大型粒子對撞機到底值不值?
    雖然表面上來看,大型粒子對撞機不會應用於我們的日常生活,但它所帶來的一些研究發現,卻可以造福人類的生活。大型粒子對撞機發明的原因,是因為科學家們發現物質的構成遠遠不止原子這麼簡單。對於一個修車的師傅來說,他只需要將一輛汽車拆開,就知道這輛車的基本組成狀況。但對於原子來說,原子是非常小的,只有在電子顯微鏡下才能看到,所以也不存在打開原子的工具。
  • 中國該不該建設大型對撞機?楊振寧與王貽芳多次論爭
    隨著王貽芳和楊振寧對該不該建大型粒子對撞機的論爭,已經引起全國範圍內的討論,一位是中國高能物理界領軍人物,一位是世界範圍內物理領域權威泰鬥。什麼是粒子對撞機粒子對撞機是在高能同步加速器基礎大型粒子對撞機上發展起來的一種裝置。
  • 科學家望建超大型強子對撞機 造價或超百億美元
    據英國《自然》雜誌網站11月12日報導,當歐洲耗資50億美元的大型強子對撞機(LHC)於2008年「開工」時,粒子物理學家們對其寄予厚望,希望其能解答宇宙間的很多謎題。現在,為了獲得更重大的新發現,很多物理學家提議建造一臺超越LHC的機器:超大型強子對撞機(VLHC)。  美國SLAC國家加速器實驗室的理論物理學家和暗物質專家麥可·佩斯金11月2日向美國政府顧問委員會提交了建造VLHC的建議書。他表示,VLHC會讓其前任「相形見絀」。
  • 楊振寧:中國今天不宜建造超大對撞機
    所以說楊先生反對高能物理需要有更進一步的發展,使人費解!丘教授的理解有誤!我絕不反對高能物理繼續發展。(五)七十年來高能物理的大成就對人類生活有沒有實在好處呢?沒有。假如高能所建議的超大對撞機能實現,而且真能成功地將高能物理學更推進一大步,對人類生活有沒有實在好處呢?我認為短中期內不會有,三十年,五十年內不會有。而且我知道絕大多數物理學家都同意我的這個說法。(六)中國建立高能所到今天已有三十多年。
  • 中國要不要建設下一代高能對撞機
    今年5月9日,《財新周刊》在題為《巨型對撞機之爭》的報導中稱,丘成桐希望能通過對撞機發現「超對稱粒子」,驗證自己的研究成果。而丘成桐在新書《從萬裡長城到巨型對撞機》中則強調,這個項目有提升國內外所有科學水平的潛力,「水漲船高」。 那麼為什麼這次將由中國牽頭該項目呢?
  • 北京正負電子對撞機到底撞出啥?中國花360億建大型對撞機值嗎?
    大型對撞機300多年前真正開始有科學,從原子論、分子論、到元素周期表,再到原子核、夸克,中國科學院高能物理研究所所長王貽芳在「我是科學家」演講中說,三分之一的諾貝爾物理學家頒給了粒子物理,中國需要大型對撞機,建造大型對撞機又一次引發熱議
  • 210億歐元建更強粒子對撞機,為何楊振寧極力反對中國建對撞機?
    其他粒子通過和希格斯玻色子相互作用,才能產生質量,接著有引力,最終形成宇宙和生命。因此,希格斯玻色子有另外一個廣為人知的稱號:上帝粒子。從1960年 「標準模型」提出,到2012年證實希格斯玻色子,花了50年。這半世紀裡,立下汗馬功勞的除了粒子科學家,還有造價動輒十億百億的高能粒子加速器。能量更高的對撞機,意味著什麼?
  • 210億歐元建更強粒子對撞機,為何楊振寧極力反對中國建對撞機?
    能量更高的對撞機,意味著什麼?大型對撞機其實可視為特殊的粒子加速器。加速器並不是什麼稀奇的東西,電視和電腦顯示器的顯像管,從原理來說,就是小型電子加速器。但像LHC這類高能粒子加速器,世界僅此一臺。「標準模型」能涵蓋宇宙大爆炸後許多物理過程和現象,但卻無法解釋暗物質、暗能量及物質和反物質不平衡的問題。補充「標準模型」漏洞的「超對稱理論」可解釋暗物質、暗能量,但預言的超對稱粒子,至今還沒有找到。諸多還沒解開的物理謎團,需要新物理來解釋。而精準測量「標準模型」的核心──希格斯玻色子,被認為是搜尋新物理的最好破口。
  • 粒子對撞機究竟能撞出什麼?為什麼楊振寧一再反對中國建造?
    提起粒子對撞機相信對於大家而言都會比較陌生。不過在研究學者眼裡,粒子對撞機就是神奇的存在,似乎一切存在於理論中的物質都可以在粒子對撞機中碰撞得出。不過,對中國製造粒子對撞機這件事卻遭到了著名學者楊振寧的極力反對。難道這背後還隱藏著什麼不可告人的秘密嗎?
  • 阻止中國建造超大對撞機:楊振寧錯了嗎?
    其實國人對楊振寧有意見是因為楊在中國最需要的時候沒有回國工作,並沒有像錢學森、鄧稼先那樣毅然回國參與新中國建設,而在95歲時突然恢復中國國籍。其實這一直是存在偏見,楊振寧研究的理論物理,對新中國的科技建設作用不大,但在美國卻能為全人類作出貢獻。而恰恰是楊振寧在美國,才能更好的幫助中國。
  • 中國有必要建立大型強子對撞機嗎?來看看諾貝爾獎獲得者怎麼說的
    直到改革開放之後,隨著經濟發展的速度越來越快,中國在科學領域的發展也逐漸提升了速度。如今中國的科技水平已經在個別領域領先世界水平,但是在大部分科學領域中還需要繼續努力,例如高能物理領域。目前國內主要做高能物理領域研究的人並不多,這也在一定程度上影響了中國在這方面的水平。
  • 世界需要更強大的超級粒子對撞機嗎?
    到了2013年,CERN的大型強子對撞機運營商也宣布了他們的新對撞機計劃,名為「未來環形對撞機」,但是探索未知事物的代價往往並不便宜,由於至少有10位數的貨幣,科學家和工程師們正在爭論這項努力是否值得投資。好處雖然探測希格斯玻色子標誌著標準模型的完成,但仍有許多工作要做。
  • 為什麼楊振寧要反對中國建造大型強子對撞機?
    楊振寧為什麼發對建造大型強子對撞機?其實楊振寧的反對由來已久,主要的原因是這樣的,他認為大型強子對撞機的建設就像是軍備競賽一樣,隨著許多大國的加入,設備一步步升級,這也導致要建造更先進的設備需要更多的資金,而且維護設備也需要巨額的費用。
  • 歐洲花費210億歐元新建大型對撞機,我國要跟進嗎?
    在中國同樣有一場關於要不要建造「環形正負電子對撞機—大型質子對撞機(CEPC-SPPC)」的激烈爭論。那麼,歐洲要建的這座大型對撞機,到底有何作用?既然歐洲已經領跑了,那麼我國的大型粒子對撞機,還有必要再建設麼?為什麼要建大型粒子對撞機?