歐洲核子研究組織斥資200億歐元打造百公裡強子對撞機

2021-01-12 DG範

數碼愛好者訊 據英國《衛報》報導,歐洲核子研究組織(CERN)準備斥資200億歐元,建造新型超級對撞機。而現在,這項計劃已經獲得批准。報導稱,即將籌建的對撞機具有100公裡的環形隧道,其大小是大型強子對撞機的四倍,而其功率則是大型強子對撞機的六倍。

擬建的100公裡環形隧道將是大型強子對撞機的4倍大、6倍強

隨著地球上最大的科學儀器進入暮光之年,CERN科學家一直面臨著大型強子對撞機(LHC)之後的問題。經過廣泛的辯論,他們似乎找到了答案:擴大規模或回家。

即將籌建的粒子粉碎機被稱為未來圓形對撞機(FCC),它將使科學家們能夠在更高的能量下尋找粒子和其他新現象,以更高的精度研究希格斯玻色子,並可能提供對暗物質的洞察。長度方面,LHC一圈達到了27公裡,而新對撞機達到了100公裡,理論上可以將瑞士第二大城市日內瓦包圍。

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倫敦大學學院的喬恩·巴特沃思教授在CERN的理事會會議上發表講話說,規模擴大的對撞機將使科學家能夠在亞原子尺度上對自然界進行前所未有的測量。他說:「這是在最短距離內探測自然,尋找我們所能看到的最小事物……這是一個真正的探索任務。」

但是,有人質疑這臺巨型機器的科學前景能否證明預期的200億歐元建造價格合理。

FCC建造困難巨大,其需要歐盟成員國和英國等歐洲核子研究中心的其他參與者的資本投資,並承諾繼續為運營提供資金,直至本世紀50年代。如果獲得了資金支持,建設可能在10年內開始,而它將需要10年的時間建成,這意味著它要到本世紀40年代才能投入運營。

新機器將扮演「希格斯粒子工廠」的角色,使科學家能夠瞄準大量希格斯玻色子的產生,並更精確地研究它們是如何衰變的,這在大型強子對撞機上是不可能的。一些理論認為希格斯粒子可能會衰變成暗物質粒子,而暗物質粒子的性質仍然是現代物理學的主要謎團之一。巴特沃斯說:「如果有什麼失蹤了,你就知道有什麼奇怪的事情發生了。」 向更高的能源體制轉變還可能發現有待預測的新現象。然而,在大型強子對撞機建成之前,科學家們知道對撞機將橫掃希格斯玻色子的預測能量範圍,或者確認它的存在,或者證明理論物理學需要徹底改革,但它並沒有提供同樣的保證。

巴特沃思說:「使用大型強子對撞機,我們知道我們要麼找到希格斯粒子,要麼打破標準模型,這是一個非常奢侈的位置。」「現在沒有類似的方案,它更具探索性。這絕對是更高的風險。」 LHC本身就突出了進展的不確定性。許多人希望,在找到希格斯粒子之後,基礎物理學中的進一步問題將得到解決,例如一個稱為超對稱性的假設,該假設預測組成正常物質的亞原子粒子擁有自己的鏡像或超對稱版本。然而,大型強子對撞機還沒有觀測到任何超對稱實體,或任何暗物質粒子,而這些粒子也曾出現在科學家的視野中。

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