“希格斯工厂”已成为国际高能物理领域的共同目标,是国际科学领域所要攀峰的珠穆朗玛峰。
近日,中科院高能物理所研究员、环形正负电子对撞机(CEPC)加速器负责人高杰在接受《中国科学报》采访时这样回答。
当地时间年6月19日,欧洲核子研究组织(CERN)理事会公布「欧洲粒子物理战略」,确定了首先建设一台正负电子希格斯(Higgs)工厂、再建一台高能质子对撞机的路线图。
这一战略意义深远,不仅将为欧洲粒子物理的发展起到指导作用,在全球粒子物理学领域也将对中国、日本和欧洲“希格斯工厂”建设的竞争局面产生影响。
神秘的上帝粒子
什么是对撞机?什么是“希格斯工厂”?一切都要从希格斯玻色子说起。
物理上习惯将一种遵循玻色-爱因斯坦统计、自旋量子数为整数的粒子称为玻色子。
年,有三组研究人员几乎同时地独立研究出一种“希格斯机制”并发表论文,英国物理学家、希格斯玻色子提出者彼得·希格斯(PeterHiggs)就在其中一组。
年的这三篇论文,在世界物理学顶级学术期刊《 物理评论快报 》50周年庆祝文献里被公认为里程碑论文。
在当时的论文中,基于希格斯机制,PeterHiggs预言了希格斯玻色子的存在。
虽然学界倾向于认为其预测结果准确无误,但预测只是预测,最终还是要经过论证。直至年代,希格斯玻色子存在与否,已成为粒子物理学最重要的未解难题之一。
希格斯玻色子的神秘性,从它的别称「上帝粒子」中便可略知一二(据说希格斯玻色子在大爆炸之后的宇宙形成过程中扮演了重要角色)。
正所谓,工欲善其事,必先利其器。
年,为确认或排除希格斯玻色子的存在,欧洲核子研究组织(CERN)立项了大型强子对撞机(LHC)。
雷锋网了解到, 对撞机是在高能同步加速器基础上发展起来的一种装置,其原理是通过前级加速器注入的两束粒子流进行对撞,从而产生足够高的相互作用反应率,以测量高能粒子。
14年后,这一全球80多个国家近万名科学家的心血结晶正式建成。
终于,持续了近半个世纪的难题有眉目了。
年7月4日,欧洲核子研究组织(CERN)举行专题讨论会与新闻发布会宣布,LHC紧凑μ子线圈发现了质量为.3±0.6GeV的新玻色子,标准差为4.9;超环面仪器发现质量为.5GeV的新玻色子,标准差为4.6。
不少学者认为这两个粒子可能就是希格斯玻色子。
年3月14日,欧洲核子研究组织(CERN)发布新闻稿表示,先前探测到的新粒子正是希格斯玻色子,消息一出,世界震惊。
希格斯玻色子的发现取得了重大进展,不过科学家们对微观世界的探索依旧在继续。
近几年,LHC也经历了几次停机维护和重启。
因此,欧洲核子研究组织(CERN)开始考虑升级LHC了——年8月1日,欧洲核子研究组织(CERN)透露,LHC的“继任者”高光度LHC(HL-LHC)已开始建造。据了解,其亮度将比LHC高5-10倍,从而大大提升了性能。
实际上,这也是欧洲核子研究组织(CERN)「欧洲粒子物理战略」的其中一项内容。
欧洲粒子物理战略
在了解「欧洲粒子物理战略」涉及到哪些内容之前,还是先来简单了解一下欧洲核子研究组织(CERN)。
在粒子物理学界,欧洲核子研究组织(CERN)的地位可以说是举足轻重。
CERN成立于年,位于瑞士日内瓦近郊地区,是世界上最大型的粒子物理学实验室。CERN通过提供粒子加速器等基础设施,支持国际间的合作实验,旨在满足高能物理学的研究需要。据百度百科介绍,CERN聘用的员工大约占了世界粒子物理学圈子的一半。
与此同时,CERN也是万维网(