价格就高甜妻不撒娇达几万块

大型强子对撞机(LHC)就明确要找希格斯粒子。验证希格斯粒子后,LHC基本任务完成,遗留大量数据继续分析处理。但它已经花了上百亿欧元,很想继续做下去,包括向更高能量发展。

(图为光电倍增管图源:滨松中国)

答:超弦理论在思维上有启发,但它缺乏实际物理后果,没提出很多可测的东西。我记得,弗里曼·戴森(美国物理学家)15年前来南开,跟我说过,50年之内根本不可能去测量的东西,不要去搞。有人提出造大加速器去检验宇宙初期的奇点,这是我无法理解的。

而这些经费放在我国总体研发投入和GDP总量中则显得更低。

为何这样呢?是因为希格斯粒子被发现后,其阈值能量已经确定,对其进行精确测量的物理目标也已确定,而100公里尺度的环形电子对撞机是最快捷、最有效也是最便宜的方式。

(图为世界各国科研经费投入总量、科研人员占比以及科研经费占GDP的比重的比较图,图中横轴为科研经费占GDP的比重,纵轴为科研人员占比,图中圆圈的大小表示科研经费投入总量。中国的数据是此图中部下侧的最大红色圆圈,可见科研人员占比以及科研经费占比均较低。图源:联合国教科文组织)

这个过程就像假如我们想研究一盒冰淇淋,那就直接从冰淇淋工厂生产一盒。通过这样的过程获得的冰淇淋,比把它放进对撞的火车货仓里,再从撞碎散落的零件中找到的冰淇淋要干净得多。

除了其精密的设计之外,还因为,尽管全世界的高能物理学实验都对这个元件有需求,当时却只有一家日本公司有技术制造这样的高性能元件,所以日本可以垄断高性能光电倍增管的价格。

可见,国家对于基础研究的投入已愈发重视,我国未来的基础科学研究投入和总体研发投入的力度会逐年增强。

而所谓“亮度前沿”,则是以“干净”的粒子进行对撞,压低其他不关心的粒子或者现象产生的几率,从而对想要研究的粒子进行精确测量的过程。

这是因为,LHC和中国设计的CEPC是两类对撞机,它们分别代表着高能物理学的“能量前沿”和“亮度前沿”,高能物理学这个领域的探索和研究,是能量前沿与亮度前沿交替上升的过程。

王淦昌先生在1990年代跟我说过,靠加速器要发现TeV级的粒子,几乎不可能。但是TeV级的宇宙射线,虽然不知道原因,总是会来的。我们要发展宇宙射线,花钱不多,耐心积攒数据,到一定程度就有重要发现。

但无论怎么说,每年30亿人民币的投资价仍然看起來像是一个天文数字。那么,这么多钱在我国的科研项目里占多大比重呢?国家每年对CEPC的投入是否会挤压别的学科的经费呢?

问:不建大加速器的话,我们靠什么发现高能量区的物理?

在大量散落的货仓对撞物中,希格斯粒子就像是一盒冰淇淋。过去几年中,科学家们在强子对撞机的对撞产物中找到了很多新鲜东西,其中就包括了这盒冰淇淋,物理学家们已经找了它几十年,它的发现为下一步的亮度前沿实验的设计指明了方向。

当时新华社的报道是这样评价此项成果的:这是中国继原子弹、氢弹爆炸成功,人造卫星上天后,在高科技领域取得的又一重大突破性成就。

届时,作为国际上最高亮度的希格斯工厂,势必会吸引世界各国的科学家来华进行研究,因而国际研究资金也会是CEPC项目的重要来源。高能所计划将国际资金的比例控制在30%左右,因而中国每年对CEPC的投入应在30亿人民币左右

CEPC的造价,我听到的数字:一开始提的是300亿元。但这个数字不包括基建。挖那样大直径、那样深的一个隧道,单位成本高过地铁,可想这笔数目小不了。

这类亮度前沿的实验通常是用正负电子这一类只参与量子电动力学(QED)过程而不参与量子色动力学(QCD)过程的轻子在目标粒子的阈值能量处进行对撞,从而达到最高的纯净度和统计量,进而完成对目标粒子各种性质的精确测量。

也是在大约十年前,为了打破这种垄断,中科院高能所启动了新型光电倍增管的研究计划。由中科院高能所牵头,北方夜视公司和多家科研单位共同成立了研究合作组,在前几年成功研制出了性能不亚于日本企业产品的高性能光电倍增管,并成功投产

答:与其说加速器带动技术突破,不如说它是将现有的技术用上。我认为,如果国家觉得强磁场技术有用,那就给强磁场课题,没必要扯上高能物理。

美国下马 日本拖延 杨振宁竭力反对 中国要不要花300多亿干这事?

(图为中国与世界主要发达国家研发经费类型比较图源:《中国科研经费报告(2018)》)

根据《CEPC概念设计报告(卷I)》的计划,CEPC的建造应大约在2022年至2030年之间完成,360亿人民币的资金将会在大约十年的建设工期中被投入到CEPC的建设项目中。

十年前,在LHAASO还处于早期预研时,初入高能物理行业的笔者就曾参与了早期光电倍增管测试系统的搭建。高性能光电倍增管,是现代高能物理学粒子鉴别系统中必不可少的重要元件,能够稳定检测到单光子信号。

(图为世界各国科研经费投入总量、科研人员占比以及科研经费占GDP的比重的比较图,图中横轴为科研经费占GDP的比重,纵轴为科研人员占比,图中圆圈的大小表示科研经费投入总量。中国的数据是此图中部下侧的最大红色圆圈,可见科研人员占比以及科研经费占比均较低。图源:联合国教科文组织)

中国一年17606.1亿元的总体研发投入又占GDP总量的多少呢?