歐洲將斥資170億美元建造超級對撞機,探索“上帝粒子”和新物理學

Mondo 科學 更新 2024-02-08

歐洲正計畫建造乙個超級對撞機,以探索物質最深的奧秘。 這台名為“未來環形對撞機”(FCC)的對撞機將在法國和瑞士邊境下方建造一條91公里長的圓形隧道,以加速並與亞原子粒子碰撞。 該項目的目標之一是更詳細地研究希格斯玻色子,這是一種能夠將質量賦予其他粒子的神秘粒子,也稱為“上帝粒子”。 希格斯玻色子於2012年由現有的大型強子對撞機(LHC)發現,LHC是瑞士日內瓦郊外軌道上的27公里對撞機,目前是世界上最大的粒子加速器。 然而,大型強子對撞機的能量不足以揭示希格斯玻色子的全部性質,也沒有發現其他預期的新物理現象,如暗物質或超對稱粒子。 因此,科學家們希望通過建造更強大的對撞機來找到新的物理突破。

負責大型強子對撞機和FCC的國際組織歐洲核子研究中心(CERN)已經完成了FCC可行性研究的中期報告,但尚未公開。 據透露,FCC的建設將分兩個階段進行。 第一階段將在2033年左右開始,在地下200公尺深處開挖一條100公里長的隧道,其中將安裝乙個正電子對撞機,用於希格斯玻色子的質量產生和測量。 第二階段是在本世紀晚些時候用質子-質子對撞機取代正電子和負電子對撞機,其碰撞能量將達到100萬億電子伏特,是大型強子對撞機的六倍,是人類歷史上最高的能級。

FCC的建設將是乙個巨大的工程和科學挑戰,以及大量的資金。 據估計,FCC的總成本將達到170億美元,其中大部分將由CERN的現有預算支付,但也需要CERN成員國和其他國家的資金支援。 歐洲核子研究中心的成員國包括歐盟的大部分國家,以及英國、瑞士、挪威等非歐盟國家。 歐洲核子研究中心還擁有多個準成員國,如美國、日本、中國、印度等,也參與了大型強子對撞機的研究和執行。 歐洲核子研究中心總幹事法比奧拉·賈諾蒂(Fabiola Gianotti)表示,FCC的建設需要全球合作和共享,但尚未給出具體的資金分配計畫。

FCC的建設也面臨一些爭議和質疑。 有科學家認為,催化裂化成本過高,回報不明朗,尤其是在沒有明確的理論指導和**的情況下,只是盲目追求更高的能量。 他們認為,這筆錢應該花在其他更緊迫、更有意義的科學領域,如氣候變化、生物醫學、人工智慧等。 其他科學家認為,FCC是探索物理學前沿的必要手段,它可能會帶來意想不到的發現和創新,以及相關技術和人才的發展。 他們認為,FCC是人類好奇心和探索自然的體現,是科學進步的重要推動力。 FCC的建設計畫有待歐洲核子研究中心的進一步評估和批准,以及與各國**和機構的磋商和協調。 FCC的完整研究預計將於明年公布,而最終決定將在2028年做出。 如果一切順利,FCC將在本世紀中葉投入使用,為人類開啟通往新物理世界的大門。 歐洲將斥資170億美元建造超級對撞機

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