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《2020欧洲粒子物理学战略》发布意义深远

2020-06-24 来源:中国数字科技馆  浏览:    关键词:

据欧洲核子研讨中心(CERN)官网近日报道,经过近两年讨论和审议,6月19日,CERN理事会全票经过新的《2020欧洲粒子物理学战略》,这为欧洲粒子物理学未来的展开指明了方向,也将对全球粒子物理学未来的展开产生重要而深远的影响。

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粒子物理学范畴的诸多发现改动了人们对宇宙的认知,但宇宙间仍有很多奥妙有待提示,例如暗物质的实质、正反物质不对称、中微子的质量等。《2020欧洲粒子物理学战略》努力于处置这些悬而未决的问题。

CERN总干事法比奥拉·贾尼奥蒂对英国《自然》杂志表示:“我以为对CERN乃至全球粒子物理学的展开来说,这都是具有历史意义的一天。”

2012年,CERN的“当家花旦”大型强子对撞机(LHC)初次发现所谓“上帝粒子”——希格斯玻色子,科学家以为,希格斯玻色子有望成为开启新物理学大门的“钥匙”。

据《自然》杂志6月19日报道,为进一步提示希格斯玻色子的秘密,并推进高能物理学的展开,CERN发布的新战略拟建造一台周长100公里的圆形超级对撞机,而且,整个过程将分“两步走”。

首先,CERN将建造一台正负电子对撞机,以制造出大量希格斯玻色子,并细致了解其性质。其次,在本世纪后期,正负电子对撞机被撤除,并在此基础上建造新的质子对撞机——FCC。LHC的最大对撞能量为16太电子伏特(TeV);而FCC的最大对撞能量将高达100太电子伏特,其目的是寻觅新的粒子或自然力,并扩展或交流现有的粒子物理学规范模型。

贾尼奥蒂说:“这是一个雄心勃勃的战略,它以审慎而按部就班的方式概述了欧洲和CERN的愿景。”

据悉,LHC目前正在中止升级,将于2021年5月重启,并不时运转到2024年底,2025年将再开启新一轮升级,直到“高亮度LHC”于2027年“闪亮退场”,并有望运转至2038年。CERN计划在高亮度LHC马力全开后不到10年时间内,完成正负电子对撞机的研制工作。

《自然》杂志的报道指出,这台正负电子对撞机将产生大量希格斯玻色子,从而使科学家能对希格斯玻色子展开高精度丈量,绘制希格斯玻色子与其他粒子相互作用的细致图景。

国际协作将更开放深化

新战略除了为欧洲粒子物理学的展开指明方向之外,也为未来可能的、更深化开放的国际协作标明了态度。

科学界曾经普遍认识到粒子物理学将朝着更高能量和更小尺度迈进,该战略的另一项重要倡议是,欧洲应与世界各地的团体携手协作,研讨建造能抵达最高能量的下一代强子对撞机的可行性;还呼吁CERN参与由日本主导的国际直线对撞机(ILC)的研制工作,ILC也旨在制造出足够数量的希格斯玻色子,从而肯定这种难以捉摸的粒子的性质。

此外,新战略还进一步倡议欧洲继续支持日本和美国的中微子项目,与天体粒子和核物理范畴普遍展开协作,与非欧洲国度持续展开协作。

《自然》杂志的报道指出,鉴于FCC的造价高达210亿欧元,因而,CERN除了从成员国取得常规预算外,还不得不从其他国度寻求建造资金。

CERN前总干事克里斯·莱韦林·史密斯说,可能需求美国、中国和日本等欧洲以外的国度参与CERN,以成立一个新的全球性组织。他说:“新组织将需求一个新架构。”

贾尼奥蒂说:“我们将继续加大并夯实CERN与各成员国及其他研讨机构之间的协作,这些协作是科学技术持续进步的关键,也将造福社会。”

等候“撞出一番新天地”

《2020欧洲粒子物理学战略》还强调,要增强对先进***、探测器和计算技术的研发工作,这些技术不只是展开一切未来项目必要的先决条件,也将对社会经济展开带来潜在益处。

新战略以为,研讨人员在***、探测器和计算技术等范畴所取得的进步将对医学和生物医学技术、航空航天应用、文化遗产、人工智能、能源、大数据和机器人等产业产生严重影响。此外,与大型研讨机构的协作有助于推进产业创新。而且,对“初出茅庐”的职业科学家、工程师、技术人员和专业人员展开相关培训也为各行业乃至社会贮藏了宝贵的人才库。

英国利物浦大学物理学家塔拉·希尔斯表示:“找到答案的独一办法是经过实验;找到答案的独一中央是我们尚未涉足之地。”

新对撞机或答应以为粒子物理学撞出一番新天地,再次刷新人类的认知。

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