對撞機到底是什么?對撞機有什么價值?(2)
朱宏博說,目前,國際上正在運行的除了歐洲大型強子對撞機,還有美國布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機,中國科學院高能物理研究所的北京正負電子對撞機等。擬建的有日本的國際直線對撞機,歐洲核子研究中心的未來環(huán)形對撞機和緊湊型高能直線正負電子對撞機等。
過去50年,對撞機在基礎物理領域特別是在驗證、完善粒子物理的標準模型方面取得了豐碩成果。例如,2012年歐洲大型強子對撞機實驗發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子粒子,這是2013年諾貝爾物理學獎的實驗基礎;2008年的諾貝爾物理學獎獲得者關于對稱性破缺的重要工作,也是基于對撞機的實驗驗證。
歷史上也有遇挫的例子,比如為人熟知的美國的超導超級對撞機。遇挫的項目往往技術預研究不夠充分就匆匆上馬,工期延長,成本上升。所以,對于未來對撞機項目,需充分重視技術預研的重要性,細致工作、嚴密論證,為項目順利實施奠定扎實基礎。
——焦點三:中國的對撞機發(fā)展如何?
曹則賢表示,中國目前在北京、合肥和上海三地有加速器,但只有北京的加速器作為正負電子對撞機使用,運行在十億電子伏特的能量水平上。如果有大型對撞機,可以在更高能量水平上從事粒子物理研究。
回顧我國對撞機的發(fā)展歷程,朱宏博說,上世紀七八十年代,經李政道、潘諾夫斯基等建議,國內科學家設計并充分論證,經國家領導人批示,建造北京正負電子對撞機。
北京正負電子對撞機是世界八大高能加速器中心之一。1988年10月16日,兩束正負電子在北京西郊一個羽毛球拍狀的巨型機器里成功對撞,揭開了我國高能物理研究的新篇章。在穩(wěn)定、高效運行了15年后,北京正負電子對撞機于2003年圓滿完成了預定的科學使命。
北京正負電子對撞機重大改造工程于2004年1月動工,耗資6.4億元,于2009年5月成功通過驗收,性能比改造前提高了30多倍,繼續(xù)保持了我國在國際高能物理研究上的優(yōu)勢。“在中國工業(yè)基礎薄弱的條件下,我們選擇了自主研發(fā)各類關鍵技術設備,最終使得改造工程對撞機部件的國產化率達到85%。”朱宏博說。
中科院高能物理研究所所長王貽芳此前表示,規(guī)劃的大型對撞機項目(以周長為100公里算)分兩步走:第一步正負電子對撞機建設階段,約在2022年至2030年間;第二步質子對撞機階段,需要經過充分的科技攻關,嚴密的技術論證。
其中,正負電子對撞機可將希格斯粒子的測量精度提高至1%左右,這就可以確認希格斯粒子的性質,判斷希格斯粒子是否與標準模型預言完全一致。正負電子對撞機還有望首次測量希格斯粒子的自耦合,確定希格斯場參與的真空相變的形式,這對宇宙的早期演化具有重要意義。
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