大型环形对撞机:中国CEPC“对撞”欧洲FCC
2月14日18时,王院士登上飞往美国华盛顿的飞机。他将出席美国科学促进协会的年会,并在大型科研机构的全球合作分支机构介绍中国科学家的观点。全球化不仅在经济领域很重要,在科学研究方面也很重要,特别是在大型科学研究设施方面。
王是中国科学院高能物理研究所所长,是大型环正电子对撞机的主要发起人和推动者。尽管中国仍在质疑如此大型的环形对撞机在科学上是否有必要,300亿元的预算是否过高,以及该项目的技术方案是否可行,但欧洲核研究中心(CERN)在春节前夕发布了未来环形对撞机的概念设计报告,并计划投资巨资分两步建造下一代超级对撞机。
2012年,中国高能物理学家提出了CEPC计划。然而,这个计划一提出,就在科学界引起了轩然大波。支持者声称超级对撞机是中国高能物理的一个重大历史机遇,也是引领世界的一个机遇。反对者认为建造超级对撞机既昂贵又不划算。鉴于国家对科学研究的总体资助相对稳定,这样的项目将占据其他研究的份额。
去年11月14日,中国的《CEPC概念设计报告》完成,该报告涉及来自世界各地的数千名科学家,历时六年。
与中欧计划相比,可以发现欧洲核的催化裂化与中国的CEPC相似:都是100公里周长,遵循质子加速前电子碰撞的技术路线。当然,两者的成本是不同的。中国的总成本大约是欧洲核成本的一半。CEPC的第一阶段计划于2030年完成,第二阶段计划于2040年完成。欧洲核催化裂化项目的第一阶段计划在2040年左右完成,第二阶段可以在2050年后期投入运行。差别基本上是10年。
在接受《科技日报》记者专访时,王表示,在工作模式下,欧洲核电的催化裂化由低能量向高能量逐渐增加,而中国的可以随时在高能量和低能量之间切换。“我认为CEPC的工作模式更好。我们可以根据不同的科学目标灵活选择不同的工作模式。联邦通信委员会的工作模式是固定的。”
王认为,到目前为止,我们还没有与其他国家和地区在最受欢迎的关键科学仪器上直接竞争。我们正在做更多的事情来填补这些空白。“超级对撞机的建造是中国高能物理的一个巨大机遇。我们有10年的窗口期,并对成功充满信心,这可能会改变世界高能物理研究的格局。如果我们错过了这个机会,我们只能继续努力弥补差距。”
这次宣布的欧洲核计划进一步验证了中国核计划的可行性。中国的CEPC计划首先提出了大型环形对撞机的方案,即电子碰撞然后过渡到质子碰撞。但是这条道路并没有被全世界的科学家所认可,尤其是欧洲的核能。“在2012年之前,高能物理学家认为未来高能加速器的发展趋势是直线对撞机。在我们提出建造环形对撞机之后,欧洲核内部发生了激烈的争论。最后,他们决定把环形对撞机作为超级对撞机发展的参考。王说,欧洲核最初选择的路径是质子对撞机,而不是电子对撞机作为第一步。
经过五年多的研究,我们已经认识到,无论是在科学上还是技术上,电子优先和质子优先都是最可行的解决方案。欧洲核联邦通信委员会计划最终选择了这条路线。这从科技两方面证明了中国CEPC设计方案的正确性。
规模大,投资高,但科学前景光明。是否建设分别是中国和欧盟面临的多重选择问题。(北京,2月14日,《科技日报》)