政协委员建议百亿美元大型对撞机落户中国

政协委员建议百亿美元大型对撞机落户中国
  又到全国两会召开之际,全国政协委员高杰并没有忘记他的梦想:让国际直线对撞机(International Linear Collider,简称ILC)落户中国。
  
  2008年3月,首次当选全国政协委员的中国科学院高能物理所研究员高杰,在全国两会期间提出一份提案,建议中国抓住历史机遇,适时申请成为国际直线对撞 机的承建国。高杰告诉《科学新闻》,今年他的提案仍会涉及国际直线对撞机。他的这份提案建议政府成立中国战略发展中心,而关于国际直线对撞机的事宜,“就 应该由这个中心来协调各方面的利益和声音,为国家战略决定提供科学决策”。
  
  为了推进战略实施,国际未来加速器委员会(ICFA)责成其下属的国家直线对撞机指导委员会(ILCSC)制定ILC全球战略。ILCSC在2005年初成立了全球设计工作组(Global Design Effort,GDE).GDE是由60多位科学家和工程师组成的国家团队,由Barry Barish领导,为世界各地参与ILC合作的上千位科学家和工程师制定研究策略和优先级。
  
  据《科学新闻》了解,关于让ILC落户中国的设想,已经引起了多个相关部委的关注。
  
  目前正在拟议中的国际直线对撞机,是高能物理领域继国际热核聚变实验堆(ITER)计划启动之后又一项大规模的国际合作计划项目。ILC将建造在总长约31公里的地下隧道内,造价预计可能高达100亿美元。
  
  加速,再加速
  
  过去几十年中,科学555彩票网家借助粒子加速器,已经发现了构成自然界普通物质的各种基本粒子,以及它们之间的四种基本相互作用力。
  
  美国能源部下属的费米国家加速器实验室,曾经是世界上最大的高能物理实验室。1983年,费米实验室耗资1.2亿美元,建造了当时世界上能量最强的对撞机Tevatron.2001年7月,该实验室在Tevatron上第一次直接观察到τ中微子。
  
  然而,2008年欧洲诞生了一台能量更大的对撞机——大型强子对撞机(Large Hardron Collider,简称LHC).LHC将科学家们带入了一个被称为“太尺度”的能量前沿,以深入探索更微小的领域和更基本的现象。
  
  对于运行了20多年的Tevatron来说,其领军地位将被取代,甚至最终退出历史舞台。美国政府曾计划在LHC启用时就关闭Tevatron,费米实验室也面临一个非常不确定的未来。
  
  与LHC相比, ILC的精度更高。
  
  根据计划提出者们的设想,ILC将以光速使大约100亿个电子和正电子相撞,每秒对撞14000次。
  
  显然,无论就经济还是技术而言,世界任何一个国家或地区都无法独立完成ILC.
  
  落户之争
  
  美国的费米实验室和日本的高能加速器研究机构(High Energy Accelerator Research Organization,简称KEK),都希望成为ILC的东道主。
  
  2005年,60岁的物理学家Pier Oddone掌管费米实验室后公开表示,希望通过与国际同行的努力,让ILC落户费米实验室。他的梦想是,重新夺回费米的高能物理研究霸主地位。
  
  Oddone认为,费米实验室有人才、知识和空间来建造下一代加速器,而ILC是其目前最大的机会,“这里面有巨大的风险,但我们寻找的答案具有重大意义”。
  
  这一想法得到了不少美国科学家的支持。Oddone同事、费米实验室的物理学家Young 555彩票网Kee Kim就曾称:“我们或者成为美国的高能中心,或者失去能量的前沿地位。”[1]
  
  2006年,美国科学院在一份题为《揭示隐藏在自然空间和时间背后的秘密——规划基本粒子的路径》的报告中,也鼓励美国争取成为ILC的东道主,否则,粒子物理学将会在美国枯萎[2].
  
  日本也不甘落后。2005年,KEK常务主任Yoji Totsuka在接受《自然》杂志采访时指出,日本正在全力以赴地希望将对撞机安置在KEK[1].
  
  还有报道称,一些俄罗斯科学家希望将ILC建在莫斯科附近。
  
  毫无疑问,成为ILC东道主是一个非常大的梦想,而梦想实现的最大阻力是费用。日本KEK物理学家、ILC设计方案前亚洲地区负责人Mitsuaki Nozaki告诉《科学新闻》:“虽然目前就ILC的成本分摊没有最后定论,但是承建国所承担的费用将更大。到目前为止,还没有任何一个国家宣布承建 ILC.因此,ILC有可能建在世界上任何一个国家。”
  
  而且,ILC建造所需要的国际合作规模异常庞大,其间会充斥经费来源的运作、团队间的明争暗斗,甚至各种复杂的国际政治问题。
  
  命运多舛
  
  2007年2月,国际直线对撞机参考设计方案出台。这个庞大的研究计划似乎正在有条不紊地向前推进。
  
  在美国方面,ILC前期研究的绝大部分经费由费米实验室管理。然而,2007年12月18日,美国国会通过了《美国竞争力法》,宣布2008年将用于该项目的年度经费削减3/4,仅剩下1500万美元。
  
  ILC总负责人Barry Barish表示,这一情况相当危急,计划只能延期并继续推延。原本计划于2010年完成的设计,也不得不推迟到2012年以后[3].
  
  雪上加霜的是,美国国会将费米实验室的预算从3.72亿美元削减到3.2亿美元。经费的骤然减少,导致费米实验室不得不中止部分项目,甚至裁员[4].
  
  直到2008年6月30日,时任美国总统布什签署了一项资助伊拉克战争高达1860亿美元的计划中,其中也包括提供给费米实验室的经费,才使费米暂时摆脱了困境[5].
  
  实际上,美国高能物理有充裕经费的时代或许早已结束。一些美国科学家原本提出在德克萨斯州建造一个以巨型超导磁体为主的超导超级对撞机 (Superconducting Super Collider,SSC),耗资总额预计超过82亿美元。不过,该计划没有得到美国国会的多数议员的认同。1993年,该计划中止。
  
  在英国方面,英国于2007年12月宣布退出ILC,原因是认为这个项目“不可行”。此外,其高能物理资助机构正面临高达1.6亿美元的资金缺口,退出ILC有助于缩小这个缺口。
  
  此外,在2008年9月开始启用的LHC,也因为氦泄漏事故而蒙上了一层阴影。台湾资深科学文化工作者江才健博士告诉《科学新闻》:“今年是否能够重新启动,仍然是个谜。这也使人们对大项目是否能够有效运转并达到预期效果产生怀疑。”
  
  金融危机也来得不是时候。目前,美国、日本、欧洲等发达国家经济均陷入泥潭,各国政府在科学上的投入似乎都在缩水。
  
  中国科学院高能物理所、北京正负电子对撞机国家实验室主任方守贤院士告诉《科学新闻》,金融危机已经影响到ILC的建设,其进程已经推迟了。
  
  当然,在Mitsuaki Nozaki看来,“金融危机之后,一些国家一定会在基础科学上进行投资。在日本,政府已将ILC纳入国家研究和开发预算。”
  
  文/《科学新闻》杂志




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