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2019年01月30日

欧洲想要制造新的对撞机。

未来的环形对撞机(艺术地图)图像来源:Nature的网站
根据英国“自然”杂志的官方网站,欧洲原子能研究中心(CERN)于15日发布了一项雄心勃勃的计划,其长度现已成为世界上最强大的对手。一个27公里(LHC)的强度最大能量将是LHC的六倍。
欧洲核电中心希望这种新设备能够发现新的粒子并带来新的物理特性。
据报道,拟议的新团队被称为“未来环形对撞机”(FCC)。
根据对撞机的形状,成本为90亿至210亿欧元。
无论如何,一旦建成,FCC将成为历史上最强大的粒子碰撞装置。
欧洲原子能中心的理论主任Francisco Gidedis说:“这不是我们去火星的计划,这是计划去天王星的一个重大飞跃。

FCC寻找新的粒子
2012年,LHC发现了希格斯颗粒并影响了世界,但从那时起,没有发现新的颗粒。
Gideys表示,这表明有必要尽可能地增加碰撞能量,“像FCC这样的大胆项目是发现一些最基本的自然奥秘这会很有帮助。“
以色列特拉维夫大学的物理学家Harina Abramovic先生表示,联邦通信委员会的可能性“令人兴奋”,并将与其他拟议项目进行详细审查。
根据欧洲原子能中心的报告,联邦通信委员会的调查于2014年开始,并为欧洲委员会的Horizo?? ??项目提供资金。
根据最新报告,最可能的情况是在当前的LHC隧道旁挖掘100公里的隧道。
隧道钻探和其他相关基础设施的建设费用约为50亿欧元,之后将在隧道内建造40亿欧元的电子正电子碰撞设备。向对撞机提供365 GeV功率会导致电子及其反物质正电子被压碎,因此比LHC更准确地研究诸如希格斯玻色子之类的已知粒子。
新研究将于2040年左右开始。
很长一段时间,物理学家们正在寻找一种LHC“继承者”,国际直线对撞机(ILC),它允许电子和正电子发生碰撞。
2012年,日本科学家建议领导该设施的建设。
然而,自从引入Higgs粒子以来,LHC在寻找新粒子方面是“天空”,因此我们计划建立ILC。这是因为ILC只能充分到达能量场。高能粒子(欧洲原子能中心的FCC预计将实现这一目标)。
日本政府将于3月7日决定是否仍将主导国际劳工大会的建设。
最新报告中提出的另一个选择是建造新一代质子 - 质子对撞机(所谓的Hadron Colliers),最高100公里,150亿欧元。它优于LHC和高达16,000 GeV的能量。
然而,可能是第一个电子正电子对撞机,并在20世纪50年代后期制造了新一代的质子和质子对撞机。
无论如何,经济学人中心的报告指出,高能量对撞机需要更多的能量来生产,寻找可能比已知颗粒更重的新颗粒。
报告还强调,虽然技术有了很大的改进,但这种机器的建造仍面临许多困难。
因此,有些人认为更合理的方法是首先建造一台能耗更低的机器。
吉德兹先生说:并且开发对撞机所必需的磁铁。

昂贵且有争议
当然,并非所有人都认为Super Collider是一项很好的投资。
德国法兰克福高等研究院理论物理学家萨宾·霍森菲尔德说:
“此外,Hossenfeld先生指出,建造这种对撞机所需的大量资金用于其他大型设施,可能更有价值。
例如,在月球的最远处放置一个大型射电望远镜,或在轨道上放置一个引力波探测器。
然而,负责联邦通信委员会欧洲原子能中心报告的物理学家迈克尔·本尼迪克特说,不管预期的科学成果如何,建造这样一个设施是值得的。
“这些较大的工作和项目是不同国家和研究机构之间的桥梁。

中国的尝试
中国高能物理实验室主任王一芳表示,毫无疑问欧洲原子能中心可以做这样的项目。
“欧洲核电中心有着悠久的成功历史,拥有技术技能和管理技能,并与政府有着良好的关系。

王玮芳目前正在中国领导一个类似的项目。
他表示,中国和欧洲两次尝试的科学目标和技术可行性基本相同。
此外,他们都同意与第一次电子碰撞建立一个强子对撞机正面,然后继续加深。
Nature的网站指出,制造强子对撞机的大部分额外成本来自磁性超导体和低温系统,可以保持磁体冷却。
引起强子碰撞的FCC将需要使用由Nb 3 Tn超导体合金制成的16特斯拉磁体。中国目前正致力于开发更先进的铁基超导体,但现在它的成熟度较低,即使在高温下也能正常工作。
王玉芳说:“如果你能用20开尔文做到这一点,你将获得丰厚的回报。
“即使粒子物理学家同意世界需要100公里长的对撞机,也不确定两者是否必要。
在这种情况下,哪一方采取第一步,哪一方采用机会。
根据王一芳的说法,每个对撞机都说要对更广泛的国际团体和团体进行公开试验。因此,从科学的角度来看,无论团队的哪一方最终构建,科学都将是有益的。
(记者刘霞)
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