顶级物理学家北京座谈

大加速器:上帝粒子发现后的“中国梦”

来源:科技日报 2014-2-25 高博

  2月23日晚,争睹大师风采的年轻人挤爆了清华大学主报告厅。中科院高能物理所和清华大学等院校联合举办的论坛,请来世界一流的物理学家,谈基础物理学的未来发展。演讲者都看好中国科学家的未来对撞机构想。

  论坛的主题是“希格斯子发现后,基础物理学的方向”,由丘成桐教授主持。发表演讲的外国专家有七位,包括两位物理诺奖得主——大卫•格罗斯和格拉德•霍夫特,还有菲尔兹奖和基础物理学奖得主,弦论大师爱德华•维腾、基础物理学奖得主尼玛•阿尔卡尼-哈米德、基础物理学奖获得者约瑟夫•英坎德拉、狄拉克奖和樱井奖获得者卢西亚诺•迈阿尼、加州伯克利大学和日本东京大学教授村山齐。

  潘诺夫斯基实验粒子物理学奖获得者、中科院高能所所长王贻芳也出席演讲。他表示,中国科学家已经提出建设新的对撞机,而且成本是中国可以承受的。本论坛也是2月24日至25日在中科院高能所举行的未来环形正负电子对撞机研讨会的开幕式。

  希格斯子发现后,中国科学家于2012年提出建造下一代环形正负电子对撞机(CEPC)并适时转为质子对撞机(SPPC)的方案。

  对撞机是物理学家探讨宇宙基本成分的最重要工具。能量超高的两束粒子流对撞,溅出日常观察不到的“碎片”,从而检验基本粒子假说。

  CEPC如能实现,则将成为同类型机器中能量最高的,它旨在精确测量希格斯粒子的性质,以及搜索基本子标准模型背后更基础的物理规律;如果它继续升级为SPPC,则比如今最厉害的大型强子对撞机(LHC)的能量高出一个数量级。

  “(中国设想的)这个加速器第一步可以进行正负电子湮灭的对撞实验。”阿尔卡尼-哈米德说,“这个阶段会产生很多希格斯子,从而带动相关研究。第二步我们可以在加速器上进行质子—质子的对撞实验。由于质子的静质量比电子大很多,我们可以探测更高的能量区域,从而观察更微观的尺度。”

  “LHC已经巩固了标准模型,但其他理论必须通过更高能的对撞机实验去验证。”大卫•格罗斯说,“现在中国有一个很好的机会在自然科学基础研究方面起领导作用……我把这个梦想叫做‘中国大加速器(The Great Accelerator)’。这会和长城(The Great Wall)一样引人瞩目,会比长城作用更大。如果中国建造了加速器,世界上的许多科学家会来这儿帮忙和工作。”其他几位发言者的意见也都类似。

  王贻芳说:“CEPC+SPPC预计经费占国家GDP的比例,比三十年前中国政府决定建设高能所的北京正负电子对撞机占当时国内GDP的比例还低。20年后,中国将成为世界最大的经济体,也很有理由建造世界最大的加速器。”

  “只有有了一个世界最先进的科研项目,才能吸引青年学者和世界顶级科学家来工作。”王贻芳认为,“世界上有个先例非常成功,就是日内瓦的欧洲核子中心,自从它有了世界上最大最先进的加速器后,欧洲就代替美国成为了世界高能物理的中心。这是美国结束了得克萨斯州的超级超导加速器的后果,是美国的悲哀。希格斯子发现后,中国有了一个机会:利用成熟的环形加速器技术,就可以建造一个希格斯子工厂,来研究世界上最先进的研究课题。只有研究清楚了希格斯的性质,才有可能了解粒子物理未来的方向。”

  丘成桐说:“今天我们讨论希格斯子,也有人叫它‘上帝’粒子。今天我们也有一个‘上帝’赐给的良机,就是参加建造下一个大型对撞机,叫作希格斯子工厂或扩展成质子对撞机。今天我们高兴地看到这么多的学生来参加讨论。你们是建造下一个机器和建立一流科学的参与者。”

 

2014年02月25日 13:52:15  清华新闻网

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