歐洲核子研究組織支持下一代對撞機計畫,耗資 200 億歐元

作者 | 發布日期 2020 年 06 月 30 日 16:47 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


為了發現更多希格斯玻色子的祕密,歐洲核子研究組織(CERN)理事會大膽通過下一代超級對撞機建造計畫,預估耗資至少 210 億歐元(約台幣 700 億元)推動高能物理學。

長達 27 公里的大型強子對撞機(Large Hadron Collider,LHC)運轉至今已逾 10 年,其中最引人注目的成就之一、莫過於在 2012 年 7 月 4 日發現上帝粒子「希格斯玻色子」的存在,不只間接證明希格斯場,也確認希格斯機制基本無誤,解開某些粒子質量來源之謎(費米子、W 玻色子、Z 玻色子具有質量,但光子、膠子質量為零)。

然而這似乎已是大型強子對撞機搜索極限,這些年來始終沒有其他有關希格斯玻色子更深入的發現,經過科學家廣泛辯論,大型強子對撞機有 2 個結局:結束計畫並改以線形對撞機取代,或是擴大規模。

一些科學家認為,建造線形對撞機比環形對撞機還要更低風險,因為前者可以分階段擴展,但環形對撞機的大小在一開始就要確定。

現在,歐洲核子研究組織理事會決議擴大規模,支持建造新一代更強大的環形對撞機,也就是新世代環狀對撞機(Future Circular Collider,FCC),長 100 公里、能量比大型強子對撞機高 6 倍,科學家希望它就像一座「希格斯工廠」能產生大量希格斯玻色子,以供精確研究如何衰變、甚至提供對暗物質的新見解、發現尚未預料到的新現象。

只不過就算理事會通過決議,也不能保證新世代環狀對撞機一定會被製造出來,首先需要說服歐盟成員國和歐洲核子研究組織會員國(包括英國)進行投資,但如果大型強子對撞機接下來幾年的成果不夠吸引人,要求歐洲各國政府花數百億來研究希格斯家族,可能會變成一個艱鉅的政治挑戰;然若資金充足,建造工作也許能在 10 年內開始,但建造過程要花費 10 年,換句話說,新世代環狀對撞機最快也得等到 2040 年代才能投入營運。

在那之前,大型強子對撞機還在進行升級當中,預計 2021 年 5 月重新啟動並運行到 2024 年底,最終運行則預計 2027 年底開始。

(首圖來源:CERN

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