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原文作者：Gemma Conroy
这台50亿美元的设施将比欧洲科学家发起建造的类似设施耗费更低、规模更大、速率更快。
电子-正电子对撞的计算机模拟。蓝线代表探测器的部分。不同颜色的线条为电子-正电子湮没中产生的粒子的轨迹。实线表示带电粒子，这些粒子在探测器的磁场中弯曲。虚线表示中性粒子，不受磁场影响。泉源：Philippe Plailly/Science Photo Library
中国希望在三年内启建一台50亿美元的粒子对撞机——领先于欧洲拟建的超级对撞机。这台周长100公里的环形正负电子对撞机（CEPC）将以无比的细节测量希格斯玻色子（Higgs boson）——赋予万物质量的神秘粒子。这些信息有望回答关于宇宙演化以及粒子为何以这种方式相互作用的基本问题。
来岁，中国当局可能会评估是否将CEPC的建立纳入下一个五年规划。6月3日发表的一份全面技术设计报告[1]显示，假如得到当局支持，建立可能会于2027年启动，建立周期为10年左右。该报告估计，这台超大型对撞机耗资约364亿元人民币（52亿美元）——建造和运行费用远低于欧洲未来环形对撞机（FCC）的170亿美元。假如当局批准，欧洲FCC将在2030年代开建。
在CEPC巨大的地下隧道内，电子和正电子（电子的反粒子）将在极高能量下碰撞，产生数百万的希格斯玻色子。这个数量让研究人员能从前所未有的细节研究这种粒子，香港科技大学理论物理学家Andrew Cohen说。通过更精确地测量希格斯粒子，研究人员将探索标准模子无法回答的问题——标准模子是目前关于宇宙构成（如暗物质的性质以及为何宇宙中的正常物质多过反物质）的主流理论，但还不完善。
这份最新报告包含一份关于该加快器布局设计以及组件原型的详细蓝图，中国科学院高能物理研究所（IHEP）所长王贻芳说。报告还对三个可能选址进行了评估：秦皇岛、长沙和湖州。王贻芳说：“我们现在相信这是一台我们可以实际建造的设施。”
欧洲粒子物理实验室CERN的物理学家Frank Zimmermann说道，中国这台超大设施的许多组件已经在国内其他设施上进行过测试。其中包括北京即将完工的高能同步辐射光源。考虑到中国已有一台与CEPC类似的对撞机——北京正负电子对撞机——可以说高能物理研究所在该范畴的专业性已经超过了CERN，CEPC技术设计报告评审委员会主席、参与了FCC项目的Zimmermann说，“他们的进展特别大。”
外洋支持
这份技术设计报告证明，中国有能力在国际科研人员基本不参与的情况下完成CEPC加快器的建立，CEPC国际顾问委员会的成员Cohen表示，“只要他们想建这个加快器并采取行动，他们就能建成。”但他也表示，中国可能需要外部专家力量来开发这个对撞机的探测设备，而这不在该报告的讨论范围内。
由于持续的地缘政治压力，CEPC的另一个难题可能是如何吸引其他国家的资金，波士顿大学粒子物理学与量子场论历史学家和哲学家曹天予说，“我认为西方帮助的意愿会降低。”
不外，不止中国面临国际资助的难题。5月，德国当局表示将不会支付FCC 170亿美元的标价中需要该国承担的部分——这成了该项目当前面临的巨大阻碍。
不外，王贻芳相信CEPC将是一次全球合作。他指出，在中国一些大型物理设施的工作团队中，国际科研人员已经占到了30%-50%——其中包括计划于今年启用的开平的江门中微子实验。他说：“我们相信CEPC也会差不多。”
与此同时，王贻芳和他的团队正在编写一份工程设计报告，报告将论述CEPC建立的具体细节。王贻芳说：“我们想确保我们为这个项目做好万全准备。”
参考文献：
1.Gao, J. Radiat. Detect. Technol. Methods https://doi.org/10.1007/s41605-024-00463-y (2024).
原文以China could start building world’s biggest particle collider in 2027标题发表在2024年6月17日《天然》的新闻版块上
nature
Doi: 10.1038/d41586-024-02005-4
来源：https://view.inews.qq.com/k/20240628A04CN300
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