中国应建下一代巨型对撞机,物理学家称或将发现奇异粒子和额外时空维度

在中国秦皇岛市山海关,万里长城与大海相拥。

专访:希望在长城入海处建设下一代巨型对撞机——访华裔数学家丘成桐

物理学家称或将发现奇异粒子和额外时空维度

电玩城上下分,菲尔兹奖获得者、著名华裔数学家丘成桐希望,实验物理最重要的项目——巨型对撞机能够落户于此,成为中国基础科学原创性突破的诞生地和“海纳百川”般吸引全球顶尖人才的平台。

新华社北京8月7日电
专访:希望在长城入海处建设下一代巨型对撞机——访华裔数学家丘成桐

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目前,全球最大、能量最高的粒子加速器是位于瑞士日内瓦与法国交界地区的欧洲核子研究中心的大型强子对撞机,可在微观尺度上模拟宇宙大爆炸后的宇宙初期形态,帮助科学家研究宇宙起源并寻找新粒子。2012年,正是在这台对撞机上,科学家宣布发现了被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子,终于完成了粒子物理所谓的“标准模型”。美国《科学》杂志评论认为,这项发现将“标准模型”拼图中的最后一块填充到位,虽然尚不清楚该发现未来将把粒子物理领域引向何处,但其对物理学界的重大影响不可否认。

新华社记者彭茜

大型强子对撞机是世界上最大的粒子加速器,通过粒子对撞来产生新的粒子

而LHC目前已经达到其设计能量,要进一步寻找和发现新粒子,就需要建设能量更高的机器。2016年初,丘成桐和合作者的新书《从万里长城到巨型对撞机》在国内出版,书中除讲述粒子物理学如何改变人类日常生活,也探讨了中国建造巨型对撞机的可能性。目前这一重大项目正处于论证阶段,丘成桐对此项目的最终落地持乐观态度。

在中国秦皇岛市山海关,万里长城与大海相拥。

据国外媒体报道,物理学家认为奇异粒子和额外的时空维度是物理学的下一个探索目标,奇异粒子是一些亚原子粒子,其参与强相互作用和弱相互作用,来自英国伯明翰大学的物理学家大卫:查尔顿认为这些奇异粒子将填补粒子物理标准模型的空白,他也是欧洲核子研究中心大型强子对撞机ATLAS实验的发言人,该实验试图通过精确的测量来解释为什么其他粒子拥有质量之谜,其也是寻找希格斯玻色子的重要实验之一。在上个月,皇家学会举行的一次关于希格斯玻色子发现的座谈会上,物理学家披露了物理学所面临的新问题。

“这是在基础科学方面有可能出现重大原创性突破的地方,将有助于探索整个宇宙物质的基本结构是如何形成的,”丘成桐在接受新华社记者专访时说。论证中的中国“环形正负电子对撞机”有可能成为世界上规模最大的对撞机,其科学目标是精确测量希格斯玻色子的性质以及搜索标准模型背后更基本的物理规律。

菲尔兹奖获得者、著名华裔数学家丘成桐希望,实验物理最重要的项目——巨型对撞机能够落户于此,成为中国基础科学原创性突破的诞生地和“海纳百川”般吸引全球顶尖人才的平台。

从对希格斯玻色子的发现延伸到对新物理学的探索,我们在未来将发现新的奇异粒子,其能量区间很快将被大型强子对撞机所探测到,目前该对撞机正在进行升级改造,提升能量后可以发现更多的粒子物理学奥秘。物理学家大卫:查尔顿认为我们在希格斯玻色子的发现过程中发现一些奇怪的问题,比如为什么希格斯玻色子很轻,标准模型似乎比较难以解释质量比希格斯玻色子更高的物理行为,针对这些问题,科学家开始提升大型强子对撞机的能量,可在14
TeV的能量上进行质子对撞实验。

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