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中国叫停全球最大“希格斯工厂”,让西方在上帝粒子竞赛占据优势

十大品牌 2025年11月08日 16:21 1 aa
中国叫停全球最大“希格斯工厂”,让西方在上帝粒子竞赛占据优势

信息来源:https://interestingengineering.com/science/china-halts-worlds-largest-higgs-factory

中国科学界迎来重大挫折。经过十余年的精心筹备和技术研发,中国雄心勃勃的环形正负电子对撞机(CEPC)项目未能获得政府下一个五年计划的资金支持,这一消息标志着全球粒子物理研究格局可能发生重大转变。

这台被誉为"希格斯工厂"的超级粒子对撞机原本计划成为世界最大的科学仪器之一,其100公里的环形隧道将超越欧洲核子研究中心(CERN)现有的大型强子对撞机。然而,北京高能物理研究所的项目首席科学家王义芳在接受媒体采访时确认,该提案已被排除在中国2026-2030年的国家重大科技项目清单之外。

技术成熟度与资金困境的矛盾

从技术角度分析,CEPC项目的暂停显得尤为令人意外。就在项目遭遇资金困难的同时,研究团队刚刚完成了长达数年的技术设计报告(TDR),这份报告详细阐述了对撞机的完整技术方案。国际专家评审委员会对该项目给出了积极评价,认为其技术设计已经达到"成熟"水平。

CEPC的技术创新令国际同行瞩目。其设计包含了多项突破性技术,包括能够同时实现10微米位置精度和50皮秒时间精度的高精度径迹探测器。新型电磁量能器的能量分辨率较现有技术提升了十倍,强子量能器的性能也实现了翻倍提升。更为重要的是,研究团队开发的新型读出芯片在保持顶级性能的同时,将功耗降低了65%,这一突破对于大型粒子对撞机的运行效率具有重要意义。

由牛津大学的Daniela Bortoletto教授领导的国际审查委员会在今年9月的评估中明确表示,CEPC项目展现了"具有明确物理研究目标的连贯探测器概念"。这一评价在很大程度上证实了中国科学家在粒子物理研究领域的技术实力。

然而,技术成熟度并未转化为政策支持。中国政府在考虑下一个五年计划的重大科学投资时,显然对CEPC项目的必要性和紧迫性持谨慎态度。51亿美元的预算规模虽然相比欧洲竞争对手要低得多,但在当前经济环境下仍然构成了巨大的财政压力。

欧洲获得战略先发优势

中国叫停全球最大“希格斯工厂”,让西方在上帝粒子竞赛占据优势

CEPC 是一座拟建的 62 英里长的粒子对撞机,旨在以前所未有的精度研究希格斯玻色子。 欧洲核子研究中心

CEPC项目的暂停为欧洲的未来环形对撞机(FCC)项目提供了难得的战略机遇期。尽管FCC的设计规模略小于CEPC,其90公里的周长仍然远超现有的任何粒子对撞机,而184亿美元的预算规模则反映了欧洲对粒子物理研究的重大承诺。

FCC项目目前已经完成了可行性研究报告的发布,欧洲各成员国预计将在2028年左右对该项目的未来做出最终决定。相比之下,中国的CEPC项目需要等到2030年才能重新提交申请,这意味着欧洲在时间上获得了至少两年的领先优势。

这种时间差可能产生连锁反应。王义芳教授坦率承认,如果FCC项目在中国重新启动CEPC之前获得正式批准,中国物理学家可能会放弃国内项目,转而寻求加入欧洲的研究计划。这种可能性不仅会削弱中国在粒子物理领域的独立研究能力,还可能导致大量优秀科学家和技术专长的流失。

从全球科学合作的角度看,虽然国际合作本身是积极的发展趋势,但两个超级对撞机项目的竞争原本有望推动技术创新和研究效率的提升。如果最终只有一个项目得以实施,这种竞争带来的技术进步动力可能会相应减弱。

希格斯玻色子研究的未来走向

希格斯玻色子的发现被认为是21世纪物理学最重要的成就之一,但这一发现同时也开启了更多未解之谜。现有的大型强子对撞机虽然成功发现了这一"上帝粒子",但其精度仍然无法满足深入研究希格斯玻色子性质的需求。

CEPC和FCC这类"希格斯工厂"的设计初衷就是以前所未有的精度研究希格斯玻色子的各种性质,包括其与其他基本粒子的相互作用、质量生成机制的细节,以及可能存在的超出标准模型预测的新物理现象。这些研究对于理解宇宙的基本结构和物质的本质具有重要意义。

目前的局面意味着,在未来相当长的时间内,希格斯玻色子的精密研究可能主要依赖于欧洲的科学设施。这不仅是中国粒子物理研究的损失,也可能影响全球粒子物理研究的多样化发展。

值得注意的是,中国并非完全放弃大型物理项目的投资。位于合肥的超级Tau-Charm装置已被列入下一个五年计划的进一步考虑范围。这一项目虽然规模相对较小,但仍然代表了中国在粒子物理研究领域的持续投入。

CEPC项目的暂停反映了大科学项目面临的复杂挑战:技术可行性、科学价值和政策支持之间的平衡。尽管中国科学家在技术层面取得了显著成就,但将科学雄心转化为国家政策支持仍然面临诸多障碍。这一事件可能会对全球粒子物理研究的格局产生深远影响,同时也为欧洲在这一前沿科学领域确立领导地位提供了重要机遇。

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