隨著希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)，歐洲核子研究中心展望未來的粒子探索 

大型強子對撞機全長達到了27公里，而新的超級對撞機將具有80公里的對撞軌道

       總部位于瑞士日內(nèi)瓦的歐洲核子研究中心粒子物理研究團隊計劃打造新的地下粒子加速器，周長達到了50英里，大約為80公里，是當(dāng)前位于瑞士和日內(nèi)瓦邊境的大型強子對撞機規(guī)模的三倍左右。自今年夏天歐洲核子研究中心發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子以來，提出了新的對撞機建造計劃，科學(xué)家們希望能揭開宇宙中的引力之謎，比如引力是否是四大基本力之一、為何引力比其他基本力低了數(shù)個數(shù)量級。

       這臺超級對撞機將用于解決宇宙中新的未解之謎，引力在分子水平上的相互作用機制，歐洲核子研究中心稱在2025年前該粒子加速器不太可能建成，但研究團隊希望這臺超級對撞機有一個良好的開端，目前使用的大型強子對撞機在經(jīng)歷25年的等待后于2008年才開始導(dǎo)入質(zhì)子束進行第一次全軌道試驗。

       歐洲核子研究中心的科學(xué)家小組正在考慮一系列的對撞機任務(wù)選項，目前這臺價值46億美元的粒子對撞機已經(jīng)達到了預(yù)期目的。除了新建一處新的超級對撞機外，研究人員還設(shè)想了另一種方案，即拆除當(dāng)前的全長達到26公里，約為17英里的對撞機隧道，這條隧道位于日內(nèi)瓦湖附近的150米地下深處，拆除隧道后在原位置上建立更靈敏的探測設(shè)備。無論哪種對撞機建造計劃都要耗資數(shù)十億美元，其費用將有歐洲核子研究中心的二十個成員國共同承當(dāng)。

       研究人員認為新的對撞機的一個關(guān)鍵性的研究領(lǐng)域是探索引力之謎，因為目前我們還不清楚引力在粒子尺度上的作用方式和大型天體如行星、恒星和太陽系的作用機制有何區(qū)別。之所以要打造新的粒子對撞機，是因為科學(xué)家們擔(dān)心科學(xué)發(fā)現(xiàn)可能會因為對撞機的發(fā)展過程沒有更上而受到停滯。彼得·希格（Peter Higgs）在1964年首次提出希格斯玻色子的理論，最后等待了58年這個想法才被最終驗證。在1983年，有科學(xué)家第一次提出了建造粒子對撞機，但建造工作直到1998年才開始。

      大型強子對撞機的工作原理是將粒子束通過27公里環(huán)形軌道加速對撞，觀察會出現(xiàn)哪些現(xiàn)象，目前一組由十八位科學(xué)家組成的團隊正在制定一個歐洲核子研究中心路線圖，其中包括了新的對撞機設(shè)計。最新的調(diào)查評估認為新的對撞機軌道可以安裝在大型強子對撞機隧道接口，或者也可以重新布設(shè)更新、更長的隧道，使得可用周長達到了80公里。

       本周在波蘭克拉科夫市將舉行的歐洲戰(zhàn)略籌備組會議上對該議題進行討論。根據(jù)倫敦大學(xué)學(xué)院物理學(xué)教授喬恩·巴特沃思（Jon Butterworth）介紹：“這臺新的超級對撞機將探索物理學(xué)的前沿，現(xiàn)在我們需要對粒子物理研究計劃進行深遠的考慮，比如可以升級目前使用的大型強子對撞機，但最終我們還是需要新的、更強大的超級對撞機?！?/strong>