王貽芳：建造大型對撞機「沒有最壞結果」

   2019年11月07日 08:33    來源：中國科學報


　　

　　王貽芳接受媒體採訪。騰訊供圖


　　「歐洲會不會先於中國建成大型對撞機？」

　　「現在CEPC（環形正負電子對撞機）的關鍵目標是不是確認能進入『十四五』規劃？」

　　「你一直支持建設下一代粒子對撞機，現在的觀點有沒有發生改變？」

　　11月3日上午，在北京香格里拉酒店一間會議室，中科院院士、中科院高能物理所所長王貽芳接受了全國數十家媒體的採訪。

　　記者們關注的焦點依然是斥巨資建造CEPC的問題。

　　王貽芳是北京正負電子對撞機上新的北京譜儀的設計、建造及前期研究的領導者，同時也是大亞灣中微子實驗和江門中微子實驗的提出者和領導者。

　　而他有可能成為我國下一代大型對撞機——100公里環形正負電子對撞機的領導者。

　　不過，圍繞著CEPC建造的質疑和反對聲也不絕於耳。其中，楊振寧先生是最著名的一位。

　　「從未說過要花上千億」

　　圍繞建設下一代大型對撞機最大的質疑之一就是：到底需要花多少錢？

　　「CEPC這個項目，360億元人民幣，這是我們兩次估算之後得到的結果。」

　　此前，有許多報道說這個項目要花超1000億元。

　　「我們從未說過要花上千億元。」

　　「希望大家用我們的數字，不要用別人造出來的數字。」王貽芳說，有些人把「可能有的第二階段建設費用」混在一起了。

　　下一代大型粒子對撞機的規劃路線是先電子對撞、后質子對撞，第一階段的建設僅為「正負電子對撞機」，只有在限定條件符合的情況下，才可能繼續第二階段「質子對撞機」的建設。

　　王貽芳也說明了其中緣由：「正負電子對撞機的隧道有100公里長，我們不希望這麼長的隧道浪費，因為其實還是有別的可能性的——可以做質子對撞機，也可以做重離子對撞機等等，有很多可能性。」

　　「把所有的可能性用不正確的方式都加起來——比如5個可能性加出5個機器來，那當然不止這些錢（360億元）。」王貽芳說。

　　在什麼條件下，會開展第二階段的建設？

　　王貽芳說，需要滿足兩個重要的前提條件：第一，前面的裝置要有重大科學成果；第二，要有關鍵技術（例如高溫超導）的重大突破。

　　「這兩個條件缺一不可。」

　　王貽芳特意叮囑，關於CEPC的項目預算，「希望大家把話說完整」。

　　「最好的機會」

　　在王貽芳看來，建設環形正負電子對撞機，「將是中國引領世界基礎物理研究水平最好的機會」。

　　在騰訊WE大會的主旨演講中，他總結了4條原因：

　　第一，希格斯粒子是粒子物理目前一個最重要的觀測窗口。

　　第二，希格斯粒子質量不是特別重，使得環形對撞機就可以高效產生大量希格斯粒子、成為一個理想的希格斯粒子工廠。相對於直線對撞機來說，CEPC是效率更高的一種設計。

　　第三，中國在國際上的競爭對手（歐洲、美國、日本），它們都有正在進行的其他項目，暫時騰不出手來做環形對撞機希格斯粒子工廠。

　　第四，環形正負電子對撞機剛好是我們會做的——我們已經有30年的北京正負電子對撞機的研製經驗。

　　「無論是歐洲還是美國、日本，都在討論未來的高能物理髮展規劃。」王貽芳說，「歐洲的規劃明年就會出來，大家將看到它的規劃寫的是什麼。」

　　相較美國、日本，歐洲似乎是中國建設大型粒子對撞機最大的「對手」。

　　中國的環形正負電子對撞機計劃在國際上首先提出了先電子對撞再過渡到質子對撞的技術路線。這一路線當時並沒有得到歐洲核子中心的認同。

　　但經過後期的研究和驗證，歐洲核子中心也認同這一技術路線是現階段最好的選擇，並將其確定為未來環形對撞機（Future Circular Collider，FCC）的技術路線，同時大力推動FCC這一強子對撞機之後的大型對撞機的建設。

　　「我們跟歐洲是有競爭的，我們建了他們就建不了，他們建了我們就建不了。」

　　誰能夠建、誰先建成，誰就將成為這個領域的領跑者。

　　「他們的規劃方案跟我們一樣，在世界範圍內建設兩台同樣的大型對撞機顯然沒意義。」王貽芳說。

　　歐洲有沒有可能先行一步？王貽芳認為，這是有可能的。

　　「即便是我們先提的idea，但它們的人才比我們多、技術水平比我們高，歐洲要想走到我們前面太容易了。」王貽芳說，這就是一個誰先行動的事。

　　「沒有最壞結果」

　　「如果我們建了CEPC，最壞的結果是什麼？」

　　「沒有最壞結果。」王貽芳耐心地回應說，「最起碼我們會把對希格斯粒子性質的了解，提高到一個新的高度，這是肯定有的。」

　　希格斯粒子即希格斯玻色子，也就是大名鼎鼎的「上帝粒子」。對「上帝粒子」的探索，可能蘊藏著對宇宙起源這類基本問題的答案。

　　王貽芳認為，如果幸運的話，還會有超出預期的發現。

　　「我們希望，而且我們也認為它會有超出標準模型的新發現——就算沒有，我們也能了解標準模型是怎麼回事。」

　　之所以瞄準希格斯粒子，王貽芳解釋說，在現有的標準模型已經基本完成的情況下，下一步超出標準模型的新規律是什麼、在哪裡？研究這個問題「最好的窗口」就是希格斯粒子。

　　「這已經是全球公認的。細節也許大家不關心，但是我們已經跟全世界的粒子物理學家達成了共識。」王貽芳說。

　　CEPC就是用來做這件事情的。「CEPC對撞可產生一百萬個希格斯粒子。而且從希格斯粒子的質量來看，剛好可以用環形對撞機產生，且產生效率優於直線對撞機。」

　　「如果我沒有提，是沒盡到責任」

　　王貽芳說，推動我國建設CEPC，是他在現在的科學崗位上最後一樁心愿。

　　「中國的粒子物理如果做了CEPC，我就盡到我的責任了。這是從規劃的角度來說。我可能看不到它的重大科學成果，也沒機會在它上面做研究了。」王貽芳說。

　　王貽芳今年56歲，而中國CEPC的規劃時間，一期工程計劃到2030年完成，實驗運行取數十年，二期工程（如果決定建設）計劃2040年啟動。

　　「如果這件事情做成了，說明我的規劃責任盡到了；而如果我沒有提、沒有引導這件事情，那是我們的規劃沒做到位。」

　　被問到CEPC會不會爭取進入我國下一個五年計劃即「十四五」規劃之中，王貽芳答道，「這是努力方向之一」。