CERN 提议耗资 170 亿美元的粒子粉碎机，其体积是大型强子对撞机的 3 倍

CERN 提议耗资 170 亿美元的粒子对撞机将探索新的未知物理学，但它因其高昂的价格而引起了争议。

世界上最大的粒子加速器的研究人员提出了建造新型、更大的原子粉碎机的建议。

耗资 170 亿美元的未来圆形对撞机 (FCC) 长 57 英里（91 公里），使其前身、长 16.5 英里（27 公里）的大型强子对撞机 (LHC) 相形见绌。日内瓦附近的欧洲核研究组织 (CERN)。

物理学家希望利用 FCC 增加的尺寸和功率来探测粒子物理标准模型的边缘，这是当前描述宇宙最小组成部分如何行为的最佳理论。通过以更高的能量（100太电子伏，相比之下大型强子对撞机的14太电子伏）粉碎粒子，研究人员希望找到未知的粒子和力；发现为什么物质比反物质重要；并探索暗物质和暗能量的本质，这两种看不见的实体被认为构成了宇宙的95%。

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CERN 总干事 Fabiola Gianotti 在周一（2 月 5 日）的新闻发布会上表示：“FCC 不仅是增进我们对物理和自然基本定律理解的绝佳工具。” 。 “它也将成为创新的驱动力，因为我们将需要新的先进技术，从低温到超导磁体、真空技术、探测器、仪器仪表——这些技术对我们的社会和社会经济可能产生巨大的影响好处。”

像大型强子对撞机这样的原子粉碎机以接近光速将质子碰撞在一起，同时寻找稀有的衰变产物，这些产物可能是新粒子或力的线索。这有助于物理学家仔细审视他们对宇宙最基本组成部分以及它们如何相互作用的最佳理解，如物理学标准模型所描述的那样。

尽管标准模型使科学家能够做出非凡的预测 - 例如大型强子对撞机 (LHC) 在 2012 年发现的希格斯玻色子的存在，但物理学家对此还远远不满意，并且不断寻找新的物理学可能会打破它。

这是因为，尽管该模型是我们迄今为止最全面的模型，但仍然存在巨大的缺陷，使其完全无法解释引力从何而来、暗物质是由什么构成的，或者为什么存在暗物质。宇宙中的物质远多于反物质。

为了解锁这些新领域，CERN 的物理学家将利用 FCC 束能量增加七倍来将粒子加速到更高的速度。

但尽管该探测器已经迈出了有希望的一步，但距离建成还很遥远。欧洲核子研究中心提出的建议是将于明年完成的可行性研究中期报告的一部分。一旦完成并且探测器计划继续进行，由 18 个欧盟成员国以及瑞士、挪威、塞尔维亚、以色列和英国管理的欧洲核子研究中心 (CERN) 可能会为该项目寻求非成员国的额外资金。

尽管人们对新对撞机的发现寄予厚望，但一些科学家仍然对这台昂贵的机器是否会遇到新的物理学持怀疑态度。

慕尼黑数学哲学中心的理论物理学家 Sabine Hossenfelder 表示：“FCC 的成本将比 LHC 和 LIGO [激光干涉引力波天文台] 的总和还要昂贵，而且它的发现潜力较小。” ，在 X 平台（原 Twitter）上的 2019 年帖子中写道。 “就目前的知识和技术水平而言，这不会带来良好的投资回报。目前有比高能物理更好的途径可以追求。”

成员国将于 2028 年举行会议，决定是否批准该项目。然后，该机器的第一阶段——电子与它们的对应物——正电子——将在 2045 年上线。最后，在 2070 年代，FCC 将开始将质子相互撞击。