美國國家科學、工程和醫學院(NASEM)在近日發布的報告中表示,為了重獲粒子物理學領先地位,美國應在本世紀中葉建造全新的“原子對撞機”——繆子對撞機。
據《科學》報道,繆子是自然界的基本粒子之一,質量介于電子和質子之間。建造繆子對撞機是近年來物理學家的夢想。盡管技術要求很高,但這種對撞機原則上可以產生前所未有的能量,從而以比傳統加速器低得多的成本尋找新粒子和新現象。
理論天體物理學家、上述報告委員會的聯合主席Michael Turner表示,建造前沿對撞機“是我們希望看到的、能夠反映美國領導力和創新力的事項之一”。
但對此,其他相關人士有不同看法。他們認為,建造價值200億美元的繆子對撞機的想法可能會面臨政治阻力。
歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)是目前最大的粒子加速器,通過質子對撞開展研究。不過,由于質子是復合粒子,每次碰撞時僅有部分能量參與反應。相比之下,繆子作為基本粒子,在碰撞時能將所有能量投入到新粒子制造中。此外,由于繆子的質量只有質子的10%左右,它們可以在更小、更便宜的環形加速器中加速至較高能量。
不過如此優秀的繆子對撞機實現起來有一大難點。繆子會迅速衰變,對撞機必須在幾分之一秒內實現粒子的產生、收集、加速和碰撞,而現在這一點很難做到。因此,上述報告建議美國立即啟動相關研發計劃,開發繆子加速技術和加速器。
此外,該報告還指出,美國應參與CERN新的91公里正負電子對撞機的建設,同時支持美國自己的暗物質、暗能量、中微子探測,以及其他宇宙學項目。
但美國能源部(DOE)前實驗室主任William Madia指出,在研究經費削減政策下,特朗普政府可能對這項要花費數十億美元的建議“充耳不聞”,而且該項目可能也不在特朗普政府畫定的研究重點內,“政府講話沒有提到高能物理學、核物理學、中微子之類的研究”。
本文鏈接:新報告建議美國建繆子對撞機http://m.sq15.cn/show-11-22024-0.html
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