欧洲物理学家公布了一种比巴拿马运河更长的粒子对撞机的计划

艺术家对欧洲核子研究中心未来对撞机中粒子碰撞的印象

CERN
欧洲物理学家公布了一种比巴拿马运河更长的粒子对撞机的计划

欧洲粒子物理学家今天发布 ,27公里长的大型强子对撞机(LHC),跨越瑞士和法国之间的边界。 该报告要求一个更大的加速器,即周长100公里,详细研究希格斯玻色子, 。 这台新机器目前被称为未来的圆形对撞机(FCC),耗资90亿欧元。 根据欧洲 (瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室) ,它将在LHC计划关闭后于2040年左右开始运营。

大型强子对撞机将质子撞击成质子,以产生目前最有能力的碰撞。 相比之下,拟议的FCC会将电子粉碎成反物质对应物,正电子能量比LHC低35倍(但高于任何先前的电子 - 正电子对撞机)。 电子 - 正电子碰撞仍然足够能够产生希格斯玻色子,但它们也比LHC的碰撞更清晰,更容易分析。 这是因为质子是由称为夸克和胶子的其他粒子组成的混乱物体。 相比之下,就物理学家所知,电子和正电子是不可分割的基本粒子。

电子 - 正电子对撞机将通过搜索希格斯衰变与标准模型预测之间的差异来寻找超越科学家普遍标准模型的物理提示。 联邦通信委员会还将成为另一个未来质子对撞机的垫脚石,它可以达到比大型强子对撞机高7倍的能量,这可能会爆炸出新的粒子,而电子正电子只能推断它存在。 该机器将额外花费150亿欧元,并将适用于20世纪50年代中期或之后的FCC隧道。 通过覆盖50亿欧元的隧道成本,FCC将有助于使这台终极机器更加经济实惠。

欧洲核子研究中心之前已成功实现了这样的隧道愿景。 它建造了大型电子 - 正电子(LEP)对撞机,该对撞机在1989年至2001年间运行,并详细研究了之前发现的称为W和Z玻色子的标准模型粒子。 欧洲核子研究中心随后撕掉了LEP并在同一条隧道中建造了大型强子对撞机。

然而,欧洲物理学家有竞争。 中国的物理学家有自己的 ,可能到2030年,并用质子对撞机跟随它。 与此同时,日本的物理学家希望建造一个20公里长的直射式直线对撞机。 它也会碰撞电子和正电子以产生希格斯玻色子。 欧洲核子研究中心的研究人员也计划采用更加新颖的加速技术的线性对撞机。

构建任何新型对撞机的情况比粒子物理学家希望在大型强子对撞机在2010年开始采集数据时要弱。他们曾希望除了希格斯之外或者可能代替希格斯,大型强子对撞机还会爆炸其他新的粒子与标准模型打破了数十年的僵局。 大型强子对撞机尚未生产任何此类颗粒 - 尽管欧洲核子研究中心的研究人员计划收集的数据是他们现有数据的10倍以上。 然而,如果没有一些额外的发现,物理学家可能会在说服政府花费数十亿美元单独研究希格斯时面临严峻的挑战。

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