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一切都結束了。
粒子物理實驗通常會在實驗的科學回報率太低以至於不再有意義時結束。大型強子對撞機已經建立了一個完整的物理程序，將一直運行到20世紀30年代初。這證明了歐洲核子研究中心（CERN）的領導層在運行大型強子對撞機。
從投資回報率的角度來看，以同樣的運營模式運行加速器是一個失敗的提議。如果你以相同的能量運行並且碰撞的速率相同，那麼你的數據只是隨著時間線性地縮放。
目前，大型強子對撞機基本上處於最大能量-13tev，略低於14tev的設計能量。在未來的十年裡，他們也許能恢復更多的能量。但無論出於何種目的，大型強子對撞機都會耗盡能量。
一旦你完全升級了你的實驗，你就有了一個固定的時間窗口。從實用主義的角度來看，如果你需要提高物理成績才能獲得博士學位，如果提高物理成績所需的時間超過3-5年，那麼實驗就結束了。
大型強子對撞機的最後階段將在3-5年內完成，屆時，你將處於大型強子對撞機射程的上限。跑得長一點不會給研究生帶來有趣的博士論文。
分辨力與發現
由於大多數物理分析在統計上是有限的，解析度/精度與信號除以背景的平方根成正比。信號和背景都是隨時間線性增長的，所以你獲得了像時間平方根一樣的解析度。
為了精確測量量子化，大型強子對撞機需要四倍的時間才能達到兩倍的精度——在最好的情況下。實際上，系統誤差可能會出現，從而阻止實驗達到這種精度。
最終，實驗將以筆跡誤差為主，數據採集量也不會提高結果。最終的結果是，實驗開始積累越來越多的無法解釋的過度行為，這些行為是由奇怪的系統效應驅動的。這些過度顯然可能是新物理學的最初跡象，但（通常經過多年的研究）它們是由普通物理學以奇怪的方式解釋的。
大型強子對撞機是一種發現機，而不是一種精密測量機。粒子物理學的發現通常是為了達到最高的能量。
質子是大而蓬鬆的物體，很難產生高能碰撞。過程的典型速率會下降到被探測能量的第五到第七次方。
能量/質量增長的範圍是時間的十分之一到四分之一。所以運行一年後，再運行10年，你就會增加25%！
這是一個艱難的命題，因為質子對撞機的大部分好處都是在實驗開始時產生的。因此，如果你是一個粒子物理學家，碰巧有幸在對撞機開始運行時從事科學研究，那麼你應該在最初的幾年裡全力以赴，因為那時將有新的發現。
大型強子對撞機升級計劃
歐洲核子研究中心知道，早期出現的有趣的科學結果將是一個問題，因此他們計劃儘量延長大型強子對撞機的科學研究時間。大型強子對撞機將隨著時間的推移提高其碰撞速度，以便以越來越快的速度積累更多的數據。按計劃增加碰撞率將有助於克服收益遞減的問題。
物理學家們所說的運算量是積分光度，它是用反femtobarns（一個反面積）的奇妙單位來測量的。目前，大型強子對撞機正在接近20個逆femtobarns的數據。到最後關閉時，它將是3000個逆femtobarns，增加150個。這將導致在未來15年左右的時間裡達到65%的增長。
這些變化將一個三到五年的科學計劃轉變為一個15年的科學計劃。當一切都說了又做了，大型強子對撞機所在的LEP隧道將在1989年到2034-45年間產生科學成果！不幸的是，這將結束可以在這條隧道中完成的尖端科學，必須建造一條新的隧道。
一個需要注意的是，如果沒有過度，而大型強子對撞機正在設置2西格瑪限制，而你真的關心5西格瑪發現，你需要6倍的數據量從2西格瑪排除到5西格瑪發現。如果今年夏天沒有過度，如果你在尋找新發現的話，能源只會增加38%。
在隊伍的盡頭
大型強子對撞機將要結束的原因是，它們不能增加亮度，超過它們在大型強子對撞機最後階段所能達到的亮度，在那裡，每次光束交叉時都會有數百個質子相撞。僅僅運行它不會產生很多有趣的物理結果，因為解析度的損失和質子耗盡能量的事實。
大型強子對撞機最後階段的碰撞將使200個質子同時相撞。研究這些碰撞需要解開所有的碰撞，並在這些複雜事件中尋找一個極其罕見的過程。探測器也因輻射損傷而迅速老化。
如果運氣好的話，大型強子對撞機將有一個繼任者，如果不運行的話，這個繼任者就在附近。如果不是，那將是粒子物理學的終結。由於加速器需要15到20年的建設時間，為了不產生差距，現在就需要對新加速器作出承諾。
可悲的是，美國不再是一個可行的地方做粒子物理學。自2011年Tevatron停產以來，這一情況從未發生過。此外，美國還沒有計劃繼續與能源部（Department of Energy）這一主要資助機構合作，對粒子物理學進行任何重大研究，他們樂於讓我們的粒子物理學逐漸淡出人們的視線。
作者： quora
FY: 上川和秣
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