CERN计划2070年建造巨型对撞机

Nature报道：欧洲物理实验室 CERN 计划在 2070 年前建造一台巨型对撞机。批评人士称，该计划可能会导致其失败。

大型强子对撞机的 CMS 实验。图片来源：Piotr Traczyk/CERN

在瑞士和法国边境的欧洲核子研究中心总部，一场关于粒子物理学未来的战斗正在进行。欧洲核子研究中心的领导人希望在这里建造地球上最大的机器：一台巨大的粒子加速器，将于 2070 年投入使用，届时该实验室目前的旗舰设备大型强子对撞机 (LHC) 将相形见绌。

未来环形对撞机（FCC）的宏伟计划

该计划的方方面面都是史无前例的。未来环形对撞机（FCC）位于一条周长 91 公里的隧道内，是 LHC 的三倍多。其成本可能至少为 300 亿美元，将以比 LHC 高八倍的能量对撞质子。人们希望，扩大这一能量前沿将揭示前所未见的粒子，从而解决标准模型（目前关于宇宙基本粒子和场的最佳理论）的一些紧迫问题，并揭示物理学的一些最大谜团，例如暗物质的性质。

欧洲核子研究中心的地图显示了可能挖掘一条 91 公里长的环形隧道的位置；较小的 LHC 位于其左侧。图片来源：CERN

争议与批评

FCC 的两阶段计划得到了许多物理学家的支持。该计划由 CERN 总干事 Fabiola Gianotti 牵头，并得到 Mark Thomson 的支持，后者将于 2026 年 1 月接替她。Gianotti 在给《自然》杂志的一份声明中表示：“如果获得批准，FCC 将成为有史以来最强大的工具，用于在最基本的层面上研究自然规律。”

但《自然》杂志发现，很多人对此并不满意。对二十多位研究人员的采访显示，许多人对 FCC 战略持批评态度，因为该战略需要很长时间才能实现，而且投入大量资源可能会阻碍其他想法的实施。

以色列特拉维夫大学粒子物理学家 Halina Abramowicz 表示：“问题在于，业界是否愿意牺牲未来 50 年的时间来获得一个可能或不可能修复标准模型的玩具。”批评者还表示，CERN 领导层决定支持 FCC，但并未充分征求业界意见。

未来的不确定性

目前还不清楚 CERN 成员国是否会为该项目出资。德国已经表示不会增加预算拨款。而其他地方的项目可能会削弱 FCC 的立场：尤其是中国正在决定是否批准类似的机器。

明年可能是欧洲巨型对撞机计划的决定性一年。到 12 月，战略工作组将向欧洲核子研究中心理事会（该组织的管理机构）提交关于该想法的结论。这不仅关系到这项雄心勃勃的实验本身，还关系到几代物理学家的工作生涯——以及欧洲在本世纪余下时间在粒子物理学中的作用。

欧洲核子研究中心总干事 Fabiola Gianotti（中）于 2023 年在 LHC 与法国总统埃马纽埃尔·马克龙（左）和阿兰·贝尔塞（时任瑞士总统，现任欧洲委员会秘书长）合影。图片来源：Martial Trezzini/EPA-EFE/Shutterstock