物理学家计划建造超级对撞机

2013-11-21 11:19 来源: 中国科学报
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目前LHC正在进行升级。

  当欧洲大型强子对撞机(LHC)在2008年开始运行时,粒子物理学家未曾梦想过拥有另一个更大的对撞机。但是,随着2012年希格斯玻色子的发现,LHC兑现了其最初的承诺,物理学家也开始对设计一个“超大型强子对撞机(VLHC)”感到兴奋。

  “在未来数十年里,描绘这样一个版本要十分谨慎。”美国斯坦福直线加速器中心理论物理学家Michael Peskin说。他在11月2日向美国政府咨询委员会提出了VLHC的构想。

  这个大型设备将让所有的前辈变成“小矮子”:其质子碰撞能量将能够达到100 Tev(万亿电子伏),而欧洲核子研究中心的LHC的计划能量为14Tev。VLHC将需要一个长约80~100千米的隧道,相比之下LHC的隧道长为 27千米。在过去10年里,世界范围内已经鲜有研究经费来发展该设想。但是,今年夏天,在美国明尼阿波里斯市举行的斯诺马斯会议上,VLHC构想特别引人注目。

  不过,一些物理学家警告称,VLHC只是全球粒子物理学议程中的一小部分。其他的优先事项还包括:升级LHC——它已从今年2月开始关闭两年,将其能量从7Tev提高到14Tev;计划在日本建造一个国际直线对撞机,以及一个在美国进行的主要项目:开发费米国家加速器实验室产生的高强度中微子束。斯诺马斯会议召集人、芝加哥大学粒子物理学家Jonathan Rosner指出,这些未来的项目将是焦点。“突出VLHC为时过早。”他说。

  在某种程度上,对VLHC的兴趣是粒子物理学家回归其根本的标志——争取更高的能量,寻找自然的基本结构单元。但是,他们必须去调整它。许多发现人们尚不能理解,例如为什么希格斯玻色子的质量如此之大。不过物理学家推测,下一代对撞机的花费需要少于100亿美元才能获得可信性。