在欧洲地下修建一条 91 公里的颗粒粉碎隧道的计划内幕

快速阅读: 据《ABC 在线》称，欧洲核研究组织计划在法瑞边境下建一条91公里长的新隧道，作为大型强子对撞机的继任者，旨在以更高能量撞击粒子，探索暗物质等谜团。项目预计耗资270亿美元，面临资金质疑，若获批，建设拟于2030年代启动。

欧洲最大的物理研究机构计划在法国和瑞士下方建造一条长达91公里的隧道，使其能够以比之前高八倍的能量撞击微小粒子。这条新隧道将是大型强子对撞机（LHC）的继任者，后者在法瑞边境下方27公里处运行。这些巨大的机器会以高速度将亚原子粒子沿地下巨型环形轨道发射，然后相互碰撞以观察会发生什么。

欧洲核研究组织（CERN）本周发布了该项目的可行性研究报告。以下是已知的情况。巨大的洞穴、多个研究站点以及日内瓦湖下的隧道根据CERN的说法，未来环形对撞机（FCC）将涉及超过30个国家的150多家机构。91公里的环形隧道平均深度将达到200米。CERN发布的首选路线数字地图如下：

（图片：CERN）

如果获批，宽5.5米的隧道将穿过瑞士的日内瓦湖，然后绕回法国乡村。它将有八个地面研究站点，其中七个设在法国。其两大主要实验需高达66米的巨大地下洞穴来安置设备。CERN还发布了对撞机内部外观的艺术家印象图。

CERN实验室主任法比奥拉·贾尼奥蒂告诉法新社，新的对撞机将“增加并改进人类的知识”。

“我们试图回答自人类开始居住地球以来就一直困扰着我们的问题，”她说。“我们从哪里来？我们将去往何处？这些都是我们每天都会问自己的存在性问题。因此，粒子物理学试图解决这些问题。”

来自推特的内容

CERN的可行性研究报告概述了两个可能的阶段。第一阶段，电子-正电子对撞机，“将提供前所未有的粒子精确测量”。第二阶段，质子-质子对撞机，将使这些碰撞的速度提高到LHC的八倍。

暗物质、暗能量及反物质——仍待解决的谜团

在物质方面仍然有许多谜团有待解开。因发现‘上帝粒子’而闻名的物理学家彼得·希格斯去世，享年94岁。照片显示一名戴着眼镜穿蓝色衬衫的男子对着镜头外的人温暖微笑，被誉为现代科学重大发现之一的彼得·希格斯教授在家平静去世，享年94岁。

LHC因其发现‘上帝粒子’——即希格斯玻色子，一种赋予其他粒子质量的基本前导粒子而闻名。这一发现是在2012年LHC首次运行期间做出的。目前正在进行第三次运行，计划持续到2026年。据CERN称，未来的对撞机可能会更深入地揭示暗物质、暗能量及反物质。这条新隧道将使他们能够以八倍于以往的能量撞击粒子，并配备更灵敏的探测器。他们希望这能让他们发现比已知粒子更轻或更重的新粒子。

该项目预计耗资270亿美元。建设成本估计为150亿瑞士法郎——约合271.8亿澳元。根据CERN的说法，这个价格标签涵盖了对撞机的第一阶段及其四个计划实验在未来12年的费用。这一成本自然引发了质疑。作为CERN最大出资国的德国去年对该计划提出批评，称无法负担这笔资金。德国联邦教育与研究部在2024年表示：“德国无法提供计划中的资金。”然而，CERN发言人阿尔诺·马尔索利耶坚称，该组织预算将覆盖多达80%的成本。

FCC-ee（用于电子-正电子对撞机阶段）探测器的艺术家印象图

如果CERN得不到批准，贾尼奥蒂女士说欧洲可能会失去其在基础物理学领域的领先地位。

“一个大项目总是会引发关于资金的问题，”她说。“就像LHC一样，在提出时也曾面临同样的问题。我认为在地缘政治冲突和紧张局势时期，投资于好的价值观、科学和技术，给予年轻一代希望是非常重要的……”

她说CERN将在未来一年努力“改善成本评估”。

一次世代的建造始于2030年代

CERN的“初步”时间表将建设开始定在2030年代。一次世代的建造始于2030年代

随着可行性研究的完成，CERN成员国和合作伙伴将在2027年至2028年左右决定是否继续推进。我们终于解决了暗物质之谜吗？

照片显示星系上的蓝雾，如果一种未知粒子的存在得到证实，它或许有助于解释暗物质。

第一阶段的操作，即电子-正电子对撞机，将于2040年代中期开始，运行约15年。第二阶段，质子-质子对撞机，将于2070年代开始运行，预计持续约25年。

为提供背景信息，LHC的物理方案是在1984年提出的。它花了大约10年才获得批准，磁铁的研发和安装又花了25年。

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