欧洲大型强子对撞机,路在何方?

作者: Michael Banks, Richard Blaustein

来源: Physics World

发布日期: 2019-06-20

欧洲核子研究中心的大型强子对撞机正在进行重大升级,计划超越现有的粒子物理实验。尽管已发现希格斯玻色子,但未发现超出标准模型的新粒子,促使科学家们考虑新的对撞机计划。欧洲粒子物理学界正准备更新未来战略,确认一个首选设计方案,以应对后大型强子对撞机时代。

欧洲核子研究中心主任法比奥拉·吉亚诺蒂接受《物理世界》杂志采访时提到,实验室正在计划下一项粒子物理学的重大实验,它将超越大型强子对撞机。欧洲核子研究中心的大型强子对撞机目前正在进行重大升级,升级完成后亮度将提高10倍。

2012年,欧洲核子研究中心发现希格斯玻色子,自此之后大型强子对撞机(LHC)一直持续创造出大量的希格斯玻色子,但至今并未发现任何超出标准模型的粒子,这很大程度上让人感到失望和困惑。大型强子对撞机目前已被关闭,进入大规模升级的第一阶段,升级完成后其亮度将提升至原先设计值的10倍以上。物理学家们希望2026年对撞机升级完成重新运转后,会有大量新粒子被探测器发现。

然而有些人认为“新物理学”的最佳突破路径可能是对希格斯玻色子的精准研究,而这只能通过电子碰撞正电子来实现。这种碰撞比大型强子对撞机中的质子-质子碰撞更精准,因为后者会产生影响测量精度的碎片。鉴于粒子对撞机需要数十年的时间才能运行起来,粒子物理学家对此素有远见,已在着手制定一个电子-正电子对撞机的计划,一旦大型强子对撞机在本世纪30年代中期被最终关闭,新的对撞机将立刻启动。

欧洲粒子物理学界正准备更新未来战略,确认一个首选设计方案,接下来的一年对于下一个对撞机的规划至关重要。2019年2月,美国科学促进会2019年年会在华盛顿举行。美国科学作家理查德·布劳斯坦在会上采访了时任欧洲核子研究中心的主任法比奥拉·吉亚诺蒂,想更多地了解粒子物理研究的现状。吉亚诺蒂正值任期第三年,将于2020年底到任。

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