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国际线性对撞机计划陷入困境(图)

http://www.sina.com.cn 2008年01月15日 09:09  科学时报
国际线性对撞机计划陷入困境(图)
预算缺口令国际线性对撞机陷入困境。(图片提供:费米实验室)

  本报讯 据1月10日出版的《自然》杂志报道,由于美英两国相继大幅度裁减预算,国际线性对撞机(ILC)计划目前陷入危机。

  国际线性对撞机是全世界粒子物理学家的梦想。按照设计,线性对撞机是一台超高能量的正负电子对撞机,总耗资约70亿美元,全长31公里。它通过把电子和正电子加速到接近光速后使它们互相撞击,希望撞击能产生希格斯玻色子。希格斯玻色子被称为“上帝的粒子”,是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子,至今尚未在实验中观察到。它也是标准模型中最后一种未被发现的粒子。

  与国际空间站等国际大型合作项目一样,国际线性对撞机为多国联合研究项目,每年的运行经费高达1亿到1.2亿美元。美国原本承诺分担其中的1/3。然而2007年12月18日美国国会通过了一项法案,将用于该项目的年度经费削减了3/4,仅剩1500万美元。

  此前一周,英国宣布退出ILC,因为这个项目“不可行”。英国高能物理资助机构目前面临着高达1.6亿美元的资金缺口,退出ILC有助于缩小这个缺口。

  ILC的总负责人、加州理工学院的Barry Barish教授评论说,目前情况相当“危急”。原本计划2010年完成设计,现在将不得不推迟到2012年以后。他说:“我们只能延期、推迟、往后拖。”

  诺贝尔奖获得者、斯坦福大学线性加速器实验室前主任Burton Richter评论说,政治上的纠纷损害了这个项目的国际合作。“对于一个希望建立在真正的国际合作基础上的项目来说,现在情况真的很糟糕。”

  按照计划,ILC未来将取代目前正在建设中的大型强子对撞机(LHC)。几个月后,大型强子对撞机将在世界上最大的粒子物理研究中心——欧洲核子研究中心(CERN)投入使用。

  LHC还未启用就开始研制它的下一代,这听上去有点奇怪。然而据英国牛津大学物理学家、ILC项目欧洲负责人Brian Foster介绍,这类设施设计复杂、技术难度高、工程浩大而且造价极其昂贵,需要提前好几年开始设计,评估环境影响,动员各方面的财力物力。“这种东西不是凭空来的,有无数的准备工作要做。”

  ILC计划按照区域分为了3个部分:亚洲、欧洲和美国。美国方面主要由费米实验室负责。然而据费米实验室副主任Stephen Holmes介绍,自从预算被削减后,ILC项目的员工中已经有170名被指派去做其他项目了。Holmes不太清楚国会为何大幅度削减ILC项目的资金,但据美国政府说,伊拉克战争的消耗太高,所以不得不削减科研支出。

  其他参与国家目前还未受到英美两国最新决定的影响。Mitsuaki Nozaki是日本高能加速器研究组织KEK的一名物理学家,同时担任了ILC设计方案亚洲地区负责人。据Nozaki介绍,日本今年的高能物理预算已经得到确认——尽管日本政府尚未决定是否要支持ILC计划。德国电子同步加速器DESY负责人Rolf-Dieter Heuer说,德国仍在加紧研制组成ILC加速器核心部分的超导腔(superconducting cavities)。

  但是现在,ILC项目的前途比以往任何时候都更加渺茫。本来很多人希望费米实验室可以成为线性对撞机的新主人。但是即使在美国宣布削减预算之前,美国能源部科学办公室主任Raymond Orbach就说,应该把这个对撞机项目推迟几年,等到LHC的结果出来再说。“我们需要看到LHC的结果才能决定ILC的能量是否足够高了。没人想要建一个毫无用处的机器。”

  英国科学与技术设施理事会Keith Mason甚至说,ILC计划无论是在“经济上、政治上还是任何其他方面都不可行”。

  尽管如此,ILC项目的支持者们将继续奋斗。Barish说,为了挽救设计规划,他们会把美国负责的那部分转移到其他地方去。Foster说,英国科学家正在开展各种活动,争取推动英国重返ILC计划。

  Richter说,现在所有人的眼睛都盯在美国2009年预算方案上,希望情况会有好转。“如果不在今年2月份总统预算方案里想想办法,或者通过什么其他补充预算法案的话,那么我想ILC真的要有大麻烦了。”

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