科學(xué)家：建設超大對撞機是中國高能物理界的共識

　　雖自稱(chēng)遠離輿論漩渦，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(zhù)這幾日圍繞超大對撞機的爭論。

　　國內科學(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(jià)多少，關(guān)于這些方面我們已經(jīng)做了很多論證，完成了初步概念設計報告，但據我觀(guān)察，很少有人去看，甚至一些參加討論的業(yè)內人士也沒(méi)看過(guò)。” 高原寧8日接受科技日報記者采訪(fǎng)時(shí)明確認為，在現階段建設環(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。

　　“基礎物理學(xué)因此面臨一個(gè)重要的轉折和發(fā)展機遇。”高原寧說(shuō)，這就像拼圖，你已經(jīng)完成一幅拼圖，要重新開(kāi)始新一幅，那么從哪里開(kāi)始?“新物理理論不是沒(méi)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)驗給出一個(gè)方向。”

　　科學(xué)家們開(kāi)始討論基礎物理學(xué)將向何處發(fā)展，國際上出現了好幾個(gè)基于加速器的高能量前沿實(shí)驗裝置的設想。與此同時(shí)，中國高能物理界一直在思索一個(gè)問(wèn)題：現有的北京正負電子對撞機(BEPC)下一步怎樣發(fā)展。高原寧說(shuō)，中國物理學(xué)會(huì )下屬的高能物理分會(huì )組織過(guò)多次戰略研討，但一直沒(méi)有確定合適的方向。“當時(shí)有人說(shuō)日本已經(jīng)在做直線(xiàn)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。“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，當時(shí)我們已意識到環(huán)形對撞機可能會(huì )有機會(huì )，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(gè)能量區域的物理。”高原寧說(shuō)。

　　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(huì )組織的戰略研討最后形成共識，將優(yōu)先發(fā)展CEPC。

　　“CEPC可以說(shuō)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(cháng)想得更長(cháng)遠，提議在設計和建造CEPC的同時(shí)不要把發(fā)展超級質(zhì)子對撞機(SPPC)的路堵死。”高原寧說(shuō)。此后經(jīng)過(guò)多次研討，特別是在2013年6月香山會(huì )議上，建造CEPC+SPPC的設想得到了國內高能物理學(xué)界的支持。

　　“首先，我不知道直線(xiàn)對撞機比環(huán)形對撞機造價(jià)低的數據從哪來(lái)，國際公認的是，ILC應該比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果正是要看哪個(gè)項目先得到批準并率先完成，這一競爭恰好說(shuō)明建造希格斯粒子工廠(chǎng)的重要意義。”

　　張闖則表示，ILC與CEPC在希格斯粒子上的研究?jì)热蓊?lèi)似，但ILC是直線(xiàn)對撞機，由于新發(fā)現的希格斯粒子質(zhì)量比較低，采用CEPC這樣的環(huán)形正負電子對撞機在造價(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(lái)的圖像比較復雜，遠沒(méi)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(jìn)行更深入、更精確的研究。