欧洲核子研究组织 (CERN) 正在规划一座巨型粒子加速器：聚焦粒子物理学的未来！

欧洲核子研究组织 (CERN) 正在规划一座巨型粒子加速器：聚焦粒子物理学的未来！

欧洲粒子物理基础研究实验室欧洲核子研究中心（CERN）对新型巨型粒子加速器的规划持乐观态度。总干事法比奥拉·贾诺蒂强调了科学投资的至关重要性，特别是在地缘政治冲突时期。鉴于当前的挑战，她认为未来需要继续推进科学进步，以获得对该学科的新见解。 CERN 最近的一份报告包含超过 1,200 页的可行性研究，为计划中的未来圆形对撞机 (FCC) 提供了可靠的方案。预计独立小组还将审查这份报告，然后再对 2028 年该设施的建设做出最终决定。FCC 将在 2040 年代取代大型强子对撞机 (LHC)，其规模将增加三倍以上，并将安装在日内瓦和法国之间平均深度为 200 米的隧道中。

FCC 被设计为质子-质子碰撞加速器，与大型强子对撞机相比，其碰撞能量将达到前所未有的七倍。第一级扩展还包括一个电子-正电子碰撞加速器，它可以作为“希格斯工厂”来更详细地研究希格斯玻色子。尽管有这些有希望的方法，但仍有批评的声音指出计划中的加速器能耗较高。据报道，这一消耗量可能相当于一个拥有70万居民的城市的能源需求，因此高于拥有50万居民的日内瓦州的全部能源需求。

风险与挑战

挖掘 90 公里长的隧道也会产生大量需要储存的岩石。这些挑战与粒子物理学旨在回答的基本问题形成鲜明对比，例如宇宙中物质和能量的分布。 2012 年大型强子对撞机发现希格斯玻色子代表了重大进步，并完成了粒子物理的标准模型。然而，仍然存在无法解释的现象，包括暗物质和暗能量，这对标准模型提出了挑战。

LHC 是世界上最大的粒子加速器，长 27 公里，耗资约 30 亿欧元。尽管取得了成功，他自 2010 年以来一直在寻找新的粒子，但迄今为止尚未成功。专家之间的矛盾反应反映了粒子物理学未来的不确定性。一些科学家呼吁保持耐心，而另一些科学家则希望建造新的、更大的加速器，比如 FCC。英格丽-玛丽亚·格雷戈尔（Ingrid-Maria Gregor）和萨宾·霍森菲尔德（Sabine Hossenfelder）等人物是粒子物理讨论中的两个突出声音，他们对研究方向有着不同的看法。

粒子物理学的视角

霍森菲尔德已经停止了她在粒子物理学方面的研究，并批评了一些既定的原则，特别是自然性的概念。对他们来说，粒子物理学的未来是不确定的，特别是考虑到大型强子对撞机的悬而未决的结果。另一方面，格雷戈尔保持乐观，并看到了大型强子对撞机未来发现的潜力。其他项目，例如国际直线对撞机 (ILC)，也正在讨论作为研究已知粒子的精确方法，估计成本为 50 亿欧元，尽管其资金来源不确定，但也吸引了人们的兴趣。

20 世纪 60 年代以来粒子物理学的发展表明，欧洲核子研究组织 (CERN) 主任约阿希姆·姆尼奇 (Joachim Mnich) 等科学家正在努力了解物质的基本组成部分，尽管这条道路会遇到障碍和不确定性。包括 FCC 在内的未来项目反映了科学家们不断拓展宇宙知识边界并寻找生命基本问题答案的努力。

关于粒子物理学的讨论仍然令人兴奋，并且肯定会继续在未来的科学辩论中占据中心地位。新发现的前景依然存在，但耐心和对这些方法的批判性考虑至关重要。

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