國內(nèi)科學(xué)家想建的超大對撞機為“環(huán)形正負電子對撞機(CEPC)”。“CEPC怎么做、造價多少,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)計報告,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日接受科技日報記者采訪時明確認為,在現(xiàn)階段建設(shè)環(huán)形正負電子對撞機,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)因此面臨一個重要的轉(zhuǎn)折和發(fā)展機遇。”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)鍵的時候,需要實驗給出一個方向。”
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)了好幾個基于加速器的高能量前沿實驗裝置的設(shè)想。與此同時,中國高能物理界一直在思索一個問題:現(xiàn)有的北京正負電子對撞機(BEPC)下一步怎樣發(fā)展。高原寧說,中國物理學(xué)會下屬的高能物理分會組織過多次戰(zhàn)略研討,但一直沒有確定合適的方向。“當(dāng)時有人說日本已經(jīng)在做直線對撞機了,我們不能再做同樣的,但也不能直接做質(zhì)子對撞機,那樣我們的技術(shù)和人才隊伍都跟不上。”
直到希格斯粒子的發(fā)現(xiàn)。“其實早在2011年底,已經(jīng)有一些跡象表明希格斯粒子可能會很輕,當(dāng)時我們已意識到環(huán)形對撞機可能會有機會,因為它的優(yōu)勢就是大量產(chǎn)生希格斯粒子,精確研究這個能量區(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記者,高能物理分會組織的戰(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,提議在設(shè)計和建造CEPC的同時不要把發(fā)展超級質(zhì)子對撞機(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比環(huán)形對撞機造價低的數(shù)據(jù)從哪來,國際公認的是,ILC應(yīng)該比CEPC貴得多。而CEPC和ILC哪個先得到最好的希格斯粒子測量結(jié)果正是要看哪個項目先得到批準并率先完成,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ILC是直線對撞機,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)形正負電子對撞機在造價和性能上更有優(yōu)勢,并且以后還能在同一個環(huán)形隧道里增建一臺超高能量的強子對撞機。LHC是一臺強子對撞機,對撞產(chǎn)生的次級粒子出來的圖像比較復(fù)雜,遠沒有電子對撞機成圖那么清晰,CEPC作為環(huán)形正負電子對撞機可以對希格斯粒子的性質(zhì)等進行更深入、更精確的研究。