耗资20亿美元的 “科学废墟”

2012年7月4日,欧洲核子研究中心迎来了盛大的节日。成千人在大会堂前通宵列队,为了分享和见证新闻宣布会的汗青性时刻。


两年以来,,大型强子对撞机的2个独立团队各自集结3000名科学家,从800万亿次质子对撞数据中大海捞针,别离于5月13日和6月10日发明白希格斯玻色子,实现了高能物理学家半个世纪的追求和空想。至此,在理论上统一了三种根基自然力的粒子“尺度模子”,终于找齐了最后一块“拼图”。


2013年10月8日,比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国物理学家彼得·希格斯配合得到诺贝尔物理学奖。他们在1964年便独具慧眼,预见了希格斯玻色子的存在,如今最终获得证实。



耗资20亿美元的 “科学废墟”


大型强子对撞机的2个独立团队CMS和 ATLAS别离于5月13日和6月10日发明白希格斯玻色子(来历:CERN)



耗资20亿美元的 “科学废墟”


2013年10月8日,比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国物理学家彼得·希格斯配合得到诺贝尔物理学奖(来历:nbcnews)


面临全世界额手同庆,约莫只有美国粒子物理学家“别有一番滋味在心头”。早在1988年,他们已经抉择在德克萨斯州制作一座“超导超等对撞机”,比欧洲本日的强子对撞机大3倍。假如这个“巨无霸”如期完工,美国应该能“提早10年发明希格斯玻色子”。


然而在1993年,“超导超等对撞机”却被美国国会紧张叫停,急遽下马,留下了世界最大的“科学废墟”,也给粒子物理学家带来了永远的“心灵伤疤”。其中缘由固然极其微妙巨大,但毋庸置疑,“游说”的失利应该是一大主因。


人们把第二次世界大战称为“物理学家的战争”是不无原理的。原子弹、雷达、火箭、近炸引信等,都是物理学的“精品”。美国高能物理学家一直是当局的宠儿,数量占物理学圈子总人数10%。


世界一流的费米国度尝试室加快器、布鲁克黑文国度尝试室加快器等,为美国赢得了多块诺贝尔奖牌。但1981年,欧洲核子研究中心开始兴建新一代大型强子对撞机,并于1983年率先发明正负W玻色子和Z玻色子。《纽约时报》闻讯后已经沉不住气,撰写文章《欧洲3分,美国连零分也没有》,无情讥讽奚落了美国粒子物理的停滞落伍,使当局和科学界深受刺激和倍感羞辱。


早在1954年1月哥伦比亚大学创立200周年庆典时,美国高能物理学家费米就提出在赤道上空1000英里制作环抱地球的“终极加快器”。遗憾的是,这位“原子能之父”当年便不幸早逝了,他的雄伟构思却揭示了美国一代精英的魄力和胆识。



耗资20亿美元的 “科学废墟”


美籍意大利裔物理学家,美国芝加哥大学物理学传授恩里科·费米(来历:(来历:US Department of Energy)



耗资20亿美元的 “科学废墟”


费米的环抱地球“终极加快器”(来历:Enrico Fermi: The Master Scientist)


为了迎接欧洲的挑战,1983年7月,美国高能物理咨询委员会抉择砍掉800亿电子伏特的“鸡肋工程”伊莎贝莉对撞机,会合气力制作一座世界最强大的加快器。资深物理学家戴维·杰克逊将它定名为“超导超等对撞机”。


能源部委派康奈尔大学粒子物理学家泰格纳率领中心设计组,甄选全国250多位科学家集思广益,1986年完成了宏愿勃勃的工程方案。环形粒子加快器的地下地道周长54英里,深度250英尺,直径12英尺。8600块超导偶极磁铁和2000块四极磁铁,用10个冷冻站200万升液态氦维持4.3K低温。细于发丝、靠近光速的两束质子,在磁铁5厘米孔径中以40万亿电子伏特能量迎头相撞,缔造出宇宙大爆炸后瞬间的物理情况,找到希格斯玻色子和其他新粒子,并摸索超对称破缺的神秘机制。


该项目估量总本钱44亿美元。此时,争取国会和当局大力支持,慷慨解囊,就成了当务之急和先决条件。


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