科學(xué)家：建設(shè)超大對撞機(jī)是中國高能物理界的共識

　　雖自稱遠(yuǎn)離輿論漩渦，正在美國參加學(xué)術(shù)會(huì)議的清華大學(xué)高能物理研究中心主任高原寧一直關(guān)注著這幾日圍繞超大對撞機(jī)的爭論。

　　國內(nèi)科學(xué)家想建的超大對撞機(jī)為“環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)(CEPC)”。“CEPC怎么做、造價(jià)多少，關(guān)于這些方面我們已經(jīng)做了很多論證，完成了初步概念設(shè)計(jì)報(bào)告，但據(jù)我觀察，很少有人去看，甚至一些參加討論的業(yè)內(nèi)人士也沒看過。” 高原寧8日接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)明確認(rèn)為，在現(xiàn)階段建設(shè)環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)，深入研究希格斯粒子，是高能物理發(fā)展的必經(jīng)階段。

　　“基礎(chǔ)物理學(xué)因此面臨一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折和發(fā)展機(jī)遇。”高原寧說，這就像拼圖，你已經(jīng)完成一幅拼圖，要重新開始新一幅，那么從哪里開始?“新物理理論不是沒有，而是太多，高能物理的發(fā)展到了非常關(guān)鍵的時(shí)候，需要實(shí)驗(yàn)給出一個(gè)方向。”

　　科學(xué)家們開始討論基礎(chǔ)物理學(xué)將向何處發(fā)展，國際上出現(xiàn)了好幾個(gè)基于加速器的高能量前沿實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)想。與此同時(shí)，中國高能物理界一直在思索一個(gè)問題：現(xiàn)有的北京正負(fù)電子對撞機(jī)(BEPC)下一步怎樣發(fā)展。高原寧說，中國物理學(xué)會(huì)下屬的高能物理分會(huì)組織過多次戰(zhàn)略研討，但一直沒有確定合適的方向。“當(dāng)時(shí)有人說日本已經(jīng)在做直線對撞機(jī)了，我們不能再做同樣的，但也不能直接做質(zhì)子對撞機(jī)，那樣我們的技術(shù)和人才隊(duì)伍都跟不上。”

　　直到希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)。“其實(shí)早在2011年底，已經(jīng)有一些跡象表明希格斯粒子可能會(huì)很輕，當(dāng)時(shí)我們已意識到環(huán)形對撞機(jī)可能會(huì)有機(jī)會(huì)，因?yàn)樗膬?yōu)勢就是大量產(chǎn)生希格斯粒子，精確研究這個(gè)能量區(qū)域的物理。”高原寧說。

　　中科院高能物理研究所研究員張闖也告訴科技日報(bào)記者，高能物理分會(huì)組織的戰(zhàn)略研討最后形成共識，將優(yōu)先發(fā)展CEPC。

　　“CEPC可以說是中國高能物理界的共識。中科院高能物理研究所王貽芳所長想得更長遠(yuǎn)，提議在設(shè)計(jì)和建造CEPC的同時(shí)不要把發(fā)展超級質(zhì)子對撞機(jī)(SPPC)的路堵死。”高原寧說。此后經(jīng)過多次研討，特別是在2013年6月香山會(huì)議上，建造CEPC+SPPC的設(shè)想得到了國內(nèi)高能物理學(xué)界的支持。

　　“首先，我不知道直線對撞機(jī)比環(huán)形對撞機(jī)造價(jià)低的數(shù)據(jù)從哪來，國際公認(rèn)的是，ILC應(yīng)該比CEPC貴得多。而CEPC和ILC哪個(gè)先得到最好的希格斯粒子測量結(jié)果正是要看哪個(gè)項(xiàng)目先得到批準(zhǔn)并率先完成，這一競爭恰好說明建造希格斯粒子工廠的重要意義。”

　　張闖則表示，ILC與CEPC在希格斯粒子上的研究內(nèi)容類似，但I(xiàn)LC是直線對撞機(jī)，由于新發(fā)現(xiàn)的希格斯粒子質(zhì)量比較低，采用CEPC這樣的環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)在造價(jià)和性能上更有優(yōu)勢，并且以后還能在同一個(gè)環(huán)形隧道里增建一臺超高能量的強(qiáng)子對撞機(jī)。LHC是一臺強(qiáng)子對撞機(jī)，對撞產(chǎn)生的次級粒子出來的圖像比較復(fù)雜，遠(yuǎn)沒有電子對撞機(jī)成圖那么清晰，CEPC作為環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)可以對希格斯粒子的性質(zhì)等進(jìn)行更深入、更精確的研究。