科学家提议建造超大型强子对撞机

据科技日报:英国《自然》杂志网站11月12日报道,当欧洲耗资50亿美元的大型强子对撞机(LHC)于2008年“开工”时,粒子物理学家们对其寄予厚望,希望其能解答宇宙间的很多谜题 。但直到2012年希格斯玻色子的发现 , LHC才算不辱使命 。现在,为了获得更重大的新发现,很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(VLHC) 。
【科学家提议建造超大型强子对撞机】美国SLAC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11月2日向美国政府顾问委员会提交了建造VLHC的建议书 。他表示,VLHC会让其前任“相形见绌” 。LHC最高对撞能级只有14万亿电子伏特,而VLHC则能达到100万亿电子伏特;LHC的加速隧道只有27公里长,而新机器的加速隧道则长达80到100公里 。
有科学家指出,建造VLHC意义重大 。希格斯玻色子的发现再次表明,某些粒子拥有质量,是因为它们同无所不在的希格斯场相互作用 。然而,为什么希格斯玻色子的质量如此大呢?科学家们无法回答 。他们认为 , 超对称理论或许可解答这一问题 。该理论认为,已知的粒子都有一个更重的“伴侣”,后者或许能在更大的粒子对撞机内发现 。尽管LHC还没有探测到任何有关超对称的信号,但佩斯金认为 , 科学家们有望在2020年前发现某些“蛛丝马迹” 。
不过,也有科学家认为,VLHC或许并非那么重要,其他优先项目包括:让LHC的对撞能级从7万亿电子伏特升级到14万亿电子伏特;在日本建造让正负电子相互对撞的国际直线对撞机(ILC),从而使物理学家有能力深入研究LHC的任何一项新发现,研究费米国家加速器实验室产生的高密度中微子束等 。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·罗斯纳表示:“这些项目都是我们关注的焦点 , 现在强调VLHC有点为时过早 。”
麻省理工学院的加速器物理学家威廉姆·巴列塔也支持建造VLHC,他补充说,为了制造出这台100万亿电子伏特的机器 , 物理学家们需要研发出能在更强磁场工作的超导磁铁,候选者包括锡化铌,其能承受更高的磁?。渖砑鄹甙? ,且必须冷却到零下255摄氏度 。
其实,LHC的“监护人”——欧洲核子研究中心(CERN)也正打算建造类似于VLHC的机器 。CERN的加速器物理学家迈克尔·本尼迪克特领导着一项“极高能大型强子对撞机”计划,这台机器的很多关键参数与VLHC类似:80到100公里长的环形加速隧道;对撞能量也将高达100万亿电子伏特 。本尼迪克特认为,这台机器可能将于2020年左右开始建造 , 于2035年左右竣工,那时,LHC或许已下岗 。本尼迪克特说:“我们可不愿意看到高能物理学领域留下什么空白 。不过,这台机器的造价可能不少于100亿美元 。”