人間的4月天，如果是在北京的話，那就會(huì)是一個(gè)楊絮飄飄的季節(jié)。

　　在2015年的這個(gè)4月，遠(yuǎn)在瑞士與法國(guó)邊界的歐洲核子中心的強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)重新啟動(dòng)，這是它在發(fā)現(xiàn)希格斯粒子后短暫休整后的又一次新的征程。這次重啟的目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)超對(duì)稱粒子，小黑洞以及其他未知的粒子。

　　那么，中國(guó)人也有參與LHC項(xiàng)目嗎？中國(guó)未來(lái)也會(huì)建造屬于自己的LHC嗎？帶這這些問題，蝌蚪君來(lái)到了中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所。

　　在北京的中國(guó)科學(xué)院高能物理所寧?kù)o的大院里，到處是春的氣息。主樓拔地而起，猶如一塊厚重的方木，而在地下不遠(yuǎn)的隧道里，則運(yùn)行著引人注目的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)。這是一臺(tái)見證了中國(guó)高能物理歷史輝芒的加速器，在這里曾經(jīng)有過(guò)鄧小平多次的殷切關(guān)懷，也有過(guò)很多激動(dòng)人心的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

　　就在這里，蝌蚪君專訪了高能物理所的研究員，加速器專家，前任副所長(zhǎng)張闖老師。

　　在采訪開始前，張闖研究員一再表示，他是做加速器的，對(duì)于高能物理實(shí)驗(yàn)，只是一位“近朱者”，不敢妄稱專家，應(yīng)該去訪問“真赤者”。

　　中國(guó)物理學(xué)家也參與了LHC項(xiàng)目

　　LHC是歐洲核子中心的一臺(tái)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)，其中L表示大型，C是對(duì)撞機(jī)，而H這個(gè)字母所代表的意思是“強(qiáng)子”——質(zhì)子就是強(qiáng)子的一種，而電子不屬于強(qiáng)子，電子是一種輕子，所以北京的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是一種輕子對(duì)撞機(jī)。在LHC之前，同一隧道里安裝的LEP，L-E-P是大型正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的英文縮寫，也是一臺(tái)輕子對(duì)撞機(jī)。對(duì)于中國(guó)物理學(xué)家有沒有直接參與LHC項(xiàng)目，蝌蚪君與張老師進(jìn)行了如下交流。

　　蝌蚪君：“歐洲核子中心的強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目，中國(guó)科學(xué)家也有參與嗎？”

　　張闖：“是的，中國(guó)是LHC上實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要參加國(guó)，國(guó)家科技部、基金委和中國(guó)科學(xué)院共同支持了CMS和ATLAS兩個(gè)探測(cè)器的建設(shè)，還有幾個(gè)大學(xué)自籌經(jīng)費(fèi)參加了另外兩個(gè)探測(cè)器ALICE和LHCb的建造，總投入達(dá)8000多萬(wàn)人民幣。這些貢獻(xiàn)為中國(guó)科學(xué)家參加LHC實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的物理分析獲取了入場(chǎng)券，在對(duì)希格斯粒子發(fā)現(xiàn)及其性質(zhì)測(cè)量等方面做出了貢獻(xiàn)。LHC中國(guó)組的科學(xué)家來(lái)自國(guó)內(nèi)的多個(gè)單位，中科院高能物理所，硅酸鹽所，清華大學(xué)，北京大學(xué)、南京大學(xué)、山東大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、華中師范大學(xué)原子能研究院和華中科技大學(xué)等?！?/p>

　　蝌蚪君：“高能所這邊，哪些研究人員參與了物理分析？”

　　張闖：“陳國(guó)明研究員負(fù)責(zé)CMS組，金山研究員負(fù)責(zé)ATLAS組。當(dāng)年LHC啟動(dòng)的時(shí)候，人民網(wǎng)還采訪了我和陳國(guó)明研究員?！?/p>

　?。蝌骄ⅲ宏悋?guó)明研究員，1982年畢業(yè)于杭州大學(xué)物理系，1991年在高能物理所獲博士學(xué)位，曾先后三次赴歐洲核子中心進(jìn)行合作研究，2000年被聘為高能物理所研究員現(xiàn)擔(dān)任CMS國(guó)際合作組中國(guó)組負(fù)責(zé)人。金山研究員， 1987年和1990年先后在復(fù)旦大學(xué)獲學(xué)士和碩士學(xué)位。1995在高能物理所獲博士學(xué)位。曾在美國(guó)威斯康星大學(xué)做研究工作?，F(xiàn)擔(dān)任ATLAS國(guó)際合作組中國(guó)組負(fù)責(zé)人。）

　　蝌蚪君：“請(qǐng)問各國(guó)科學(xué)家對(duì)LHC的數(shù)據(jù)享有的權(quán)限是不是有高低之分 ，比如有沒有這種可能性——最核心的數(shù)據(jù)中國(guó)科學(xué)家不能在第一時(shí)間得到？”

　　張闖：“在實(shí)驗(yàn)組里的發(fā)言權(quán)取決于成員國(guó)家的投入，主要是資金投入，中國(guó)大概在LHC實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中投了1%的錢……對(duì)于實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)是開放的，合作組中的各國(guó)科學(xué)家可以自己提研究項(xiàng)目的建議。”

　　蝌蚪君：“高能所這邊主要參加了哪部分工作？”

　　張闖：“LHC是一個(gè)大的國(guó)際合作。在探測(cè)器的建造方面，高能所和北京大學(xué)組成的CMS中國(guó)組成功地建造了三分之一的端部繆子探測(cè)器陰極條室和阻性板室，總計(jì)約四百個(gè)，共投入兩千多萬(wàn)人民幣，做出了相當(dāng)于五百萬(wàn)瑞士法郎的實(shí)物貢獻(xiàn)，約占整個(gè)CMS工程造價(jià)的1%。高能所還和中國(guó)科技大學(xué)等組成的ATLAS中國(guó)組，分別承擔(dān)了部分繆子探測(cè)器的研制，投入一千多萬(wàn)人民幣，做出相當(dāng)于二百多萬(wàn)瑞士法郎的實(shí)物貢獻(xiàn)，約占ATLAS造價(jià)的0.5%。高能所也參加了LHC上的CMS和ATLAS的數(shù)據(jù)分析，是中國(guó)組的骨干單位之一 。

　　蝌蚪君：“CMS和ATLAS是哪兩個(gè)探測(cè)器？我們主要是提供硬件還是物理分析？”

　　張闖：“是的，都有。CMS和ATLAS是LHC上兩個(gè)大型譜儀實(shí)驗(yàn)，主要目標(biāo)是探索粒子質(zhì)量的起源和可能超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理規(guī)律。另外，還有ALICE和LHCb等實(shí)驗(yàn)。ALICE實(shí)驗(yàn)以重離子碰撞為主，集中于夸克－膠子等離子體前沿課題研究，LHCb定位在研究B介子物理中的CP破壞。上面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，我們制作了一部分探測(cè)器，大概有幾千萬(wàn)的投入。因?yàn)檫@是大型實(shí)驗(yàn)組，所以它是按照你的貢獻(xiàn)，來(lái)確定你有多少人作為正式成員做數(shù)據(jù)分析。此外，高能所也參加LHCb探測(cè)器的制造和實(shí)驗(yàn)?！?/p>

　　這里所謂的b是指bottom也就是底夸克。1977年美國(guó)的費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室證實(shí)了底夸克的存在性。2個(gè)底夸克組成一個(gè)b介子，其能量在10個(gè)GeV以上。LHC在b物理上的優(yōu)勢(shì)是它的強(qiáng)度很高，本底很小。北京的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的能量低，只有2到5個(gè)GeV的能量，所以無(wú)法撞出B介子。簡(jiǎn)單地說(shuō)，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)主要工作在c夸克，也就是所謂charm夸克的能區(qū)，中文翻譯為粲夸克，2個(gè)粲夸克可以組成一個(gè)丁肇中當(dāng)年發(fā)現(xiàn)的J粒子。

　　中國(guó)可能在秦皇島建造中國(guó)版的強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)

　　中國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)實(shí)力與綜合國(guó)力已經(jīng)不是當(dāng)年的吳下阿蒙。1980年代，中國(guó)人是勒緊褲腰帶，在鄧小平的堅(jiān)強(qiáng)支持下，才建設(shè)了北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)。而在當(dāng)下的中國(guó)，是不是要建造類似于LHC這樣的超大型高能物理裝置，這已經(jīng)成為亟需回答的問題。

　　蝌蚪君：“請(qǐng)問中國(guó)會(huì)建造中國(guó)版的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)嗎？”

　　張闖：“實(shí)際上我們正在設(shè)計(jì)。你可能知道，因?yàn)?012年在LHC上找到了希格斯粒子。當(dāng)然這不是一個(gè)結(jié)束，應(yīng)該是一個(gè)開始。"

　　蝌蚪君：“是的。”

　　張闖繼續(xù)說(shuō)：“從希格斯粒子本身來(lái)說(shuō)，還有很多討論。比如說(shuō)，是不是只有一個(gè)希格斯粒子，是不是還有其他的希格斯粒子。對(duì)希格斯粒子本身的性質(zhì)，包括它的耦合，這些都需要仔細(xì)研究?！?/p>

　　蝌蚪君：“是的。類似于當(dāng)年北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)研究丁肇中當(dāng)年發(fā)現(xiàn)的J粒子。”

　　張闖說(shuō)：“是的， 所以，LHC重新開機(jī)，能量提高，它除了繼續(xù)研究希格斯粒子以外，更多的是它要尋找新粒子——有沒有超對(duì)稱粒子，有沒有作為暗物質(zhì)候選對(duì)象的粒子——它主要是做新物理，看看有沒有超出標(biāo)準(zhǔn)模型的現(xiàn)象。當(dāng)然，現(xiàn)在誰(shuí)也不知道能不能有新的發(fā)現(xiàn)。但是，現(xiàn)在LHC只能到14個(gè)TeV。那么，我們中國(guó)下一步到底怎么辦，我們對(duì)中國(guó)高能物理下一步的發(fā)展，討論了很多遍，開了4次的高能物理戰(zhàn)略研討會(huì)和1次的香山會(huì)議。那么實(shí)際上還在討論當(dāng)中。其中一個(gè)方案是繼續(xù)在粲物理這個(gè)能區(qū)，做一臺(tái)超高度的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，稱為超級(jí)tau-粲工廠，在tau輕子和粲物理（這個(gè)還是在輕子對(duì)撞領(lǐng)域）領(lǐng)域開展更精確的研究，另外一個(gè)方案是我們要到高能量前沿去——做一個(gè)周長(zhǎng)50公里甚至70公里的環(huán)，先做正負(fù)電子對(duì)撞，每年獲取幾萬(wàn)個(gè)希格斯粒子，成為一個(gè)希格斯工廠?！?/p>

　　蝌蚪君：“仍然是電子與正電子對(duì)撞？”

　　張闖：“是的，但能量提高到120個(gè)GeV。120GeV的電子與120GeV正電子對(duì)撞，因?yàn)槲覀冎老８袼沽Ｗ拥哪芰渴?25GeV（所以可以撞出一對(duì)希格斯粒子來(lái)）?！?/p>

　　蝌蚪君：“那么，很關(guān)鍵的一個(gè)問題是，這么大的一個(gè)項(xiàng)目，會(huì)把它放在哪里？”

　　張闖：“我們也初步選過(guò)地址，現(xiàn)在還在做設(shè)計(jì)，剛完成了它的初步的概念設(shè)計(jì)，現(xiàn)在選的是在秦皇島附近。”

　　蝌蚪君：“秦皇島附近？那是基于什么考慮？”

　　張闖：“要有那么大的一塊土地，這不太可能在北京。秦皇島離開北京不太遠(yuǎn)，當(dāng)?shù)氐恼埠苤С帧Ｍ袊?guó)家的大科學(xué)裝置去?！?/p>

　　造中國(guó)版的LHC可能是百億量級(jí)

　　這個(gè)項(xiàng)目能不能做，其中最主要的是，這個(gè)項(xiàng)目的造價(jià)是多少？從科學(xué)家的角度來(lái)說(shuō)，這個(gè)項(xiàng)目是值得做的；從國(guó)家的角度來(lái)說(shuō)，因?yàn)楦吣芪锢肀旧聿粫?huì)產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)效益，也不像原子彈與氫彈那樣能產(chǎn)生軍事效益，因此從國(guó)情出發(fā)，這個(gè)項(xiàng)目到底值得不值得在現(xiàn)在開始上馬，可能還需要進(jìn)一步的仔細(xì)論證。

　　蝌蚪君：“現(xiàn)在造中國(guó)版的更大LHC要多少錢大概有個(gè)數(shù)量級(jí)嗎？”

　　張闖：“這個(gè)正在估算當(dāng)中，大概是百億量級(jí)。中國(guó)作為一個(gè)世界大國(guó)的地位，也是需要有這樣一個(gè)能夠在高能物理的前沿有所貢獻(xiàn)的大科學(xué)裝置。當(dāng)然，是不是符合我們國(guó)家的國(guó)情，這個(gè)呢還是需要來(lái)仔細(xì)的研究與討論的。我們是希望在這個(gè)正負(fù)電子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)做完以后，再在里面做一個(gè)質(zhì)子對(duì)撞的環(huán)。這樣的話，如果采用20特斯拉的超導(dǎo)磁鐵，我們希望在2030年實(shí)現(xiàn)電子電子對(duì)撞，或許在2040年實(shí)現(xiàn)質(zhì)子束和質(zhì)子束對(duì)撞。那時(shí)候我們能實(shí)現(xiàn)70個(gè)TeV與70個(gè)TeV質(zhì)子束流的對(duì)撞。當(dāng)然，這個(gè)還只是我們現(xiàn)在的一個(gè)夢(mèng)想！”

　　采訪臨近結(jié)束，張老師向蝌蚪君表示，他們這一代人趕上了一個(gè)好的時(shí)代，國(guó)家重視發(fā)展了高能物理的大科學(xué)裝置——北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)。他同時(shí)也希望公眾，特別是年輕人，關(guān)心科學(xué)的發(fā)展，國(guó)家能繼續(xù)加大在高能物理領(lǐng)域的投入，讓我們的夢(mèng)想成真，在2030年建造起世界上最大的正負(fù)電子電子對(duì)撞機(jī)，在2040年建造起世界上最大的質(zhì)子質(zhì)子對(duì)撞機(jī)——這就是中國(guó)版更大的LHC。

　?。▉?lái)源：蝌蚪五線譜 http://news.kedo.gov.cn/feature/idea/730679.shtml）