人間的4月天，如果是在北京的話，那就會是一個楊絮飄飄的季節(jié)。

　　在2015年的這個4月，遠(yuǎn)在瑞士與法國邊界的歐洲核子中心的強(qiáng)子對撞機(jī)重新啟動，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)超對稱粒子，小黑洞以及其他未知的粒子。

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

　　在北京的中國科學(xué)院高能物理所寧靜的大院里，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)電子對撞機(jī)。這是一臺見證了中國高能物理歷史輝芒的加速器，在這里曾經(jīng)有過鄧小平多次的殷切關(guān)懷，也有過很多激動人心的科學(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”。

　　中國物理學(xué)家也參與了LHC項(xiàng)目

　　LHC是歐洲核子中心的一臺大型強(qiáng)子對撞機(jī)，其中L表示大型，C是對撞機(jī)，而H這個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)電子對撞機(jī)是一種輕子對撞機(jī)。在LHC之前，同一隧道里安裝的LEP，L-E-P是大型正負(fù)電子對撞機(jī)的英文縮寫，也是一臺輕子對撞機(jī)。對于中國物理學(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)子對撞機(jī)項(xiàng)目，中國科學(xué)家也有參與嗎？”

　　張闖：“是的，中國是LHC上實(shí)驗(yàn)的一個重要參加國，國家科技部、基金委和中國科學(xué)院共同支持了CMS和ATLAS兩個探測器的建設(shè)，還有幾個大學(xué)自籌經(jīng)費(fèi)參加了另外兩個探測器ALICE和LHCb的建造，總投入達(dá)8000多萬人民幣。這些貢獻(xiàn)為中國科學(xué)家參加LHC實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的物理分析獲取了入場券，在對希格斯粒子發(fā)現(xiàn)及其性質(zhì)測量等方面做出了貢獻(xiàn)。LHC中國組的科學(xué)家來自國內(nèi)的多個單位，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啟動的時候，人民網(wǎng)還采訪了我和陳國明研究員?！?/p>

　?。蝌骄ⅲ宏悋餮芯繂T，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國際合作組中國組負(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。曾在美國威斯康星大學(xué)做研究工作?，F(xiàn)擔(dān)任ATLAS國際合作組中國組負(fù)責(zé)人。）

　　蝌蚪君：“請問各國科學(xué)家對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)中國科學(xué)家不能在第一時間得到？”

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

　　蝌蚪君：“高能所這邊主要參加了哪部分工作？”

　　張闖：“LHC是一個大的國際合作。在探測器的建造方面，高能所和北京大學(xué)組成的CMS中國組成功地建造了三分之一的端部繆子探測器陰極條室和阻性板室，總計(jì)約四百個，共投入兩千多萬人民幣，做出了相當(dāng)于五百萬瑞士法郎的實(shí)物貢獻(xiàn)，約占整個CMS工程造價(jià)的1%。高能所還和中國科技大學(xué)等組成的ATLAS中國組，分別承擔(dān)了部分繆子探測器的研制，投入一千多萬人民幣，做出相當(dāng)于二百多萬瑞士法郎的實(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，是中國組的骨干單位之一 。

　　蝌蚪君：“CMS和ATLAS是哪兩個探測器？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)說過，我們制作了一部分探測器，大概有幾千萬的投入。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探測器的制造和實(shí)驗(yàn)。“

　　這里所謂的b是指bottom也就是底夸克。1977年美國的費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室證實(shí)了底夸克的存在性。2個底夸克組成一個b介子，其能量在10個GeV以上。LHC在b物理上的優(yōu)勢是它的強(qiáng)度很高，本底很小。北京的正負(fù)電子對撞機(jī)的能量低，只有2到5個GeV的能量，所以無法撞出B介子。簡單地說，北京正負(fù)電子對撞機(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個粲夸克可以組成一個丁肇中當(dāng)年發(fā)現(xiàn)的J粒子。

　　中國可能在秦皇島建造中國版的強(qiáng)子對撞機(jī)

　　中國目前的經(jīng)濟(jì)實(shí)力與綜合國力已經(jīng)不是當(dāng)年的吳下阿蒙。1980年代，中國人是勒緊褲腰帶，在鄧小平的堅(jiān)強(qiáng)支持下，才建設(shè)了北京正負(fù)電子對撞機(jī)。而在當(dāng)下的中國，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：“請問中國會建造中國版的大型強(qiáng)子對撞機(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)然這不是一個結(jié)束，應(yīng)該是一個開始。"

　　蝌蚪君：“是的?！?/p>

　　張闖繼續(xù)說：“從希格斯粒子本身來說，還有很多討論。比如說，是不是只有一個希格斯粒子，是不是還有其他的希格斯粒子。對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)電子對撞機(jī)研究丁肇中當(dāng)年發(fā)現(xiàn)的J粒子?！?/p>

　　張闖說：“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——有沒有超對稱粒子，有沒有作為暗物質(zhì)候選對象的粒子——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TeV。那么，我們中國下一步到底怎么辦，我們對中國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)略研討會和1次的香山會議。那么實(shí)際上還在討論當(dāng)中。其中一個方案是繼續(xù)在粲物理這個能區(qū)，做一臺超高度的正負(fù)電子對撞機(jī)，稱為超級tau-粲工廠，在tau輕子和粲物理（這個還是在輕子對撞領(lǐng)域）領(lǐng)域開展更精確的研究，另外一個方案是我們要到高能量前沿去——做一個周長50公里甚至70公里的環(huán)，先做正負(fù)電子對撞，每年獲取幾萬個希格斯粒子，成為一個希格斯工廠?！?/p>

　　蝌蚪君：“仍然是電子與正電子對撞？”

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

　　蝌蚪君：“那么，很關(guān)鍵的一個問題是，這么大的一個項(xiàng)目，會把它放在哪里？”

　　張闖：“我們也初步選過地址，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?！?/p>

　　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业拇罂茖W(xué)裝置去?！?/p>

　　造中國版的LHC可能是百億量級

　　這個項(xiàng)目能不能做，其中最主要的是，這個項(xiàng)目的造價(jià)是多少？從科學(xué)家的角度來說，這個項(xiàng)目是值得做的；從國家的角度來說，因?yàn)楦吣芪锢肀旧聿粫a(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，因此從國情出發(fā)，這個項(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)在造中國版的更大LHC要多少錢大概有個數(shù)量級嗎？”

　　張闖：“這個正在估算當(dāng)中，大概是百億量級。中國作為一個世界大國的地位，也是需要有這樣一個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，是不是符合我們國家的國情，這個呢還是需要來仔細(xì)的研究與討論的。我們是希望在這個正負(fù)電子對撞實(shí)驗(yàn)做完以后，再在里面做一個質(zhì)子對撞的環(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)電子電子對撞，或許在2040年實(shí)現(xiàn)質(zhì)子束和質(zhì)子束對撞。那時候我們能實(shí)現(xiàn)70個TeV與70個TeV質(zhì)子束流的對撞。當(dāng)然，這個還只是我們現(xiàn)在的一個夢想！”

　　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好的時代，國家重視發(fā)展了高能物理的大科學(xué)裝置——北京正負(fù)電子對撞機(jī)。他同時也希望公眾，特別是年輕人，關(guān)心科學(xué)的發(fā)展，國家能繼續(xù)加大在高能物理領(lǐng)域的投入，讓我們的夢想成真，在2030年建造起世界上最大的正負(fù)電子電子對撞機(jī)，在2040年建造起世界上最大的質(zhì)子質(zhì)子對撞機(jī)——這就是中國版更大的LHC。

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