科学家提议建造超大型强子对撞机

据英国杂志《自然》网站11月12日报道，2008年欧洲耗资50亿美元的大型强子对撞机(LHC)启动时，粒子物理学家对它解决宇宙中的许多难题寄予厚望。然而，直到2012年希格斯玻色子的发现，LHC才不辱使命。现在，为了做出更重要的新发现，许多物理学家提议建造一台超越LHC的机器:超大型强子对撞机。

11月2日，美国国家加速器实验室的理论物理学家和暗物质专家迈克尔·佩斯金向美国*咨询委员会提交了建造超大型强子对撞机的提案。他说VLHC将使他的前任“相形见绌”。LHC最高的碰撞能级只有14万亿电子伏，而超高能对撞机能达到100万亿电子伏。LHC的加速隧道只有27公里长，而新机器的加速隧道有80到100公里长。

一些科学家指出，建造甚大规模集成电路具有重要意义。希格斯玻色子的发现再次表明，一些粒子具有质量，因为它们与无处不在的希格斯场相互作用。然而，为什么希格斯玻色子如此巨大？科学家无法回答。他们相信超对称理论可能能够解决这个问题。该理论认为，所有已知的粒子都有一个更重的“伴星”，这可以在更大的粒子对撞机中找到。尽管LHC还没有探测到任何关于超对称性的信号，佩斯金相信科学家们有望在2020年找到一些“线索”。

然而，一些科学家认为VLHC可能不那么重要。其他优先事项包括将LHC的碰撞能级从7万亿电子伏特提升到14万亿电子伏特。国际线性对撞机(ILC)建于日本，允许正电子和正电子相互碰撞，使物理学家能够深入研究LHC的任何新发现，并研究费米国家加速器实验室产生的高密度中微子束。芝加哥大学理论物理学家、美国物理协会粒子和场研究项目主席乔纳森·罗斯纳说:“这些项目是我们关注的焦点。现在强调甚大规模杀伤性武器还为时过早。”

麻省理工学院的加速器物理学家威廉·巴尔杰塔(William Baljeta)也支持建造超大型强子对撞机，他补充说，为了建造100万亿电子伏特的机器，物理学家需要开发能够在更强磁场中工作的超导磁体。候选材料包括锡酸铌，它可以承受更高的磁场，但价格昂贵，必须冷却到零下255摄氏度。

事实上，LHC的“守护者”，欧洲核子研究中心，也在计划制造一台类似超大型强子对撞机的机器。欧洲粒子物理研究所加速器物理学家迈克尔·本尼迪克特领导了一个“超高能大型强子对撞机”项目，该项目有许多与超大型强子对撞机相似的关键参数:一个80到100公里长的环形加速隧道；碰撞能量也将达到100万亿电子伏特。本尼迪克特认为，这台机器可能会在2020年左右开始建造，并在2035年左右完工，那时LHC可能已经被解雇。本尼迪克特说:“我们不想在高能物理领域看到任何空白。然而，这台机器的成本可能不低于100亿美元。”

阅读更多

英国《自然》杂志网站上的相关报道