中国要建其他国家从未建过的大型对撞机

中国的大型对撞机现在已处预研阶段，项目组正在进行全面论证，包括与企业沟通如何将那些从未制造过的对撞机零部件进行批量生产。“我们要建一个其他国家从未建过的大型对撞机，绝对不会按照现在已有的模式建一个。”这是中国科学院高能物理研究所所长、中科院院士王贻芳在今天（17日）举行的第五届大型强子对撞机物理（LHCP）国际研讨会上透露的消息。
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; h' Z: w* ]9 t- \" E此次研讨会首次在亚洲举办，由上海交通大学主办，并由交大的杨海军教授组织和主持。来自世界30多个国家、地区的400余名专家聚集在上海交大，讨论粒子理论相关研究进展、LHC对撞机运行计划、未来高能对撞机实验远景规划等。
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8 Q* T" \& S# Q4 }中科院院士，中国科学技术大学赵政国教授接受采访时说，大型强子对撞机用人类所能产生最高能量的粒子来探索前所未有的最小的物质结构，代表了当今国际物理学界的最前沿。


自然界最基本的三大科学问题是物质最基本组分和相互作用、宇宙起源与演化、生命起源与本质。这三大问题都有望通过粒子物理的研究来获得答案。赵国政认为，粒子物理作为基础研究的前沿课题，最直接目的是为了探索和理解宇宙里所有物质的基本秘密，某种程度上是满足人类的好奇心。而从科学的角度来说，这一基础科学承载着揭秘自然界基本规律的伟大使命。

最直观的例子就是，现代物理揭示，宇宙万物是由少数的基本物质单元所组成，是由“物质积木”搭建出来的。粒子物理学家想要通过高能量（高速度）的粒子对撞，从而把粒子撞碎，让组成它们的物质积木单元都暴露出来，供科学家来研究其各种性质，希望由此不仅可以理解它们，更要能支配它们。

在研讨会上，中国大型对撞机项目也引起了全世界科学家的关注。按照规划，我国将建设100公里周长的环形正负电子对撞机(CEPC, 又称希格斯工厂) ，并且还将在这一基础上建设质子对撞机。王贻芳透露，我国的大型对撞机将于2020年完成预研，2028年完成建设，并于2028年到2038年开始获取数据，2038年到2045年将建设质子对撞机，并于2045年到2060年进入数据获取的阶段。

他认为，目前我国正处于建设对撞机的最好的时机。因为，日本要到明年才将最终决定是否在仙台地区建设直线加速器，随后，预计预研时间也需要5到10年；原本领先的欧洲将升级LHC，直到2035年，因此不会建设正负电子对撞机或质子对撞机，而且美国和欧洲都在等待日本的决定，才能决定是否加入ILC的研究项目。而我国预研结束，2028年建设完毕，仍然还有一定的时间优势。“就目前而言，我们在正负电子对撞机物理研究领域已经有了30多年历史，因此建设大型的正负电子对撞机，并在这一基础上建设质子对撞机恰逢其时。”

他也坦言，这一面向未来50年的大科学装置的规划也有一定的风险，但是在目前可预见的范围内，并没有无法克服的困难。即便有困难，大型对撞机所采用的技术集中了世界上相关领域的最佳，甚至挑战目前已有技术的极限，这将极大地升级我国的科研水平和制造能力。




以大型强子对撞机的加速器圆环上的超导磁铁为例，因为需要极为强大的磁场来约束以接近于光速飞行的粒子，对超导磁铁提出了极高的要求，从而推动超导磁铁的研究和大规模应用。超导磁铁现在就已越来越多地被运用到最新的医学成像领域，甚至连万维网的诞生都只是粒子物理实验的一个副产品。因此，可以毫不夸张地说，即使是基础科学的副产品，也可能对人类社会的发展和技术进步产生翻天覆地的影响。
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在为期5天的研讨会上，美国知名的费米实验室学者就介绍了美国费米实验室大型对撞机Tevatron曾经面临的尴尬处境，希望以史为鉴，为将来大型高能对撞机的设计和规划提供宝贵经验。而欧洲核子研究中心负责人则着重介绍了欧洲核子研究组织的研究现状、近期取得的重要研究成果和未来研究计划等。

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