王貽芳院士:建造對撞機我用不上唯有盡到規劃責任
“歐洲會不會先於中國建成大型對撞機?”“現在CEPC的關鍵(目標)是不是確認能否進入’十四五’規劃?”“你一直支持建設下一代粒子對撞機,你現在的觀點有沒有發生改變?”11月3日上午,在北京香格里拉酒店一間會議室,中科院院士、中科院高能物理所所長王貽芳接受了全國數十家媒體的採訪。
記者們關注的焦點依然是斥巨資建造CEPC(環形正負電子對撞機)的問題。
王貽芳是北京正負電子對撞機上新的北京譜儀的設計、建造及前期研究的領導者,同時也是大亞灣中微子實驗和江門中微子實驗的提出者和領導者。
而他有可能成為我國下一代大型對撞機——100公里環形正負電子對撞機的領導者。
不過,圍繞著CEPC建造的質疑和反對聲也不絕於耳。其中,楊振寧先生是最著名的一位。
“從未說過要花上千億”
圍繞建設下一代大型對撞機最大的質疑之一,就是:到底需要花多少錢?
“CEPC這個項目,360億元人民幣,這是我們兩次估算之後得到的結果。”
此前,有許多報導說這個項目要花超1000億元。
“我們從沒有說過。”
“希望大家用我們的數字,不要用別人造出來的數字。”王貽芳說,有些人把“可能有的第二階段建設費用”混在一起了。
下一代大型粒子對撞機的規劃路線是先電子對撞、後質子對撞,第一階段的建設僅為“正負電子對撞機”,只有在限定條件符合的情況下,才可能繼續第二階段“質子對撞機”的建設。
王貽芳也說明了其中因由:“正負電子對撞機的隧道有100公里長,我們不希望這麼長的隧道浪費,因為其實還是有別的可能性的——可以做質子對撞機,也可以做重離子對撞機等等,有很多可能性。”
“把所有的可能性用不正確的方式都加起來——比如5個可能性加出5個機器來,那當然不止這些錢(360億元)。”王貽芳說。
在什麼條件下,會開展第二階段的建設?
王貽芳說,需要滿足兩個重要的前提條件:
第一,前面的裝置要有重大科學成果;
第二,要有關鍵技術(例如高溫超導)的重大突破。
“這兩個條件缺一不可。”
王貽芳特意叮囑,關於CEPC的項目預算,“希望大家把話說完整”。
“最好的機會”
在王貽芳看來,建設環形正負電子對撞機,“將是中國引領世界基礎物理研究研究最好的機會”。
在騰訊WE大會的主旨演講中,他總結了這樣認為的4條原因:
第一,希格斯粒子是粒子物理目前一個最重要的觀測窗口。
第二,希格斯粒子質量不是特別重,使得環形對撞機就可以高效產生大量希格斯粒子、成為一個理想的希格斯粒子工廠。相對於直線對撞機來說,CEPC是效率更高的一種設計。
第三,中國在國際上的競爭對手(歐洲、美國、日本),它們都有正在進行的其他項目,暫時騰不出手來做環形對撞機希格斯粒子工廠。
第四,環形正負電子對撞機剛好是我們會做的——我們已經有30年的北京正負電子對撞機的經驗。
“無論是歐洲還是美國、日本,都在討論未來的高能物理髮展規劃。”王貽芳說:“歐洲的規劃明年就會出來,大家就會看到它的規劃寫的是什麼。”
相較美國、日本,歐洲似乎是中國建設大型粒子對撞機最大的“對手”。
中國的環形正負電子對撞機(CEPC)計劃在國際上首先提出了先電子對撞、再過渡到質子對撞的技術路線。這一路線當時並沒有得到歐洲核子研究中心的認同。
但經過後期的研究和驗證,歐洲核子研究中心也認同這一技術路線是現階段最好的選擇,並將其確定為未來環形對撞機(Future Circular Collider,FCC)的技術路線,同時大力推動FCC這一強子對撞機之後的大型對撞機的建設。
“我們跟歐洲是有競爭的,我們建了它們就建不了,它們建了我們就建不了。”
誰能夠建、誰先建成,誰就將成為這個領域的領跑者。
“他們的規劃方案跟我們一樣,在世界範圍內建設兩台同樣的大型對撞機顯然沒意義。”王貽芳說。
歐洲有沒有可能先行一步?王貽芳認為,這是有可能的。
“即便是我們先提的idea,但它們的人才比我們多、技術水平比我們高,歐洲要想走到我們前面太容易了。”王貽芳說,這就是一個誰先行動的事。
“沒有最壞結果”
“如果我們建了CEPC,最壞結果是什麼?”
“沒有最壞結果。”王貽芳耐心地回應說:“最起碼我們會把對希格斯粒子性質的了解,提高到一個新的高度,這是肯定有的。”
希格斯粒子即希格斯玻色子,也就是大名鼎鼎的“上帝粒子”。對“上帝粒子”的探索,可能蘊藏著對宇宙起源這類基本問題的答案。
王貽芳認為,如果幸運的話,還會有超出預期的發現。
“我們希望,而且我們也認為它會有超出標準模型的新的發現——就算沒有,我們也能了解到標準模型是怎麼回事。”
之所以瞄準希格斯粒子,王貽芳解釋說,在現有的標準模型已經基本完成的情況下,下一步超出標準模型的新規律是什麼、在哪裡?研究這個問題“最好的窗口”就是希格斯粒子。
“這已經是全球公認的。細節也許大家不關心,但是我們已經跟全世界的粒子物理學家達成了共識。”王貽芳說。
CEPC就是用來做這件事情的。“CEPC對撞可產生一百萬個希格斯粒子。而且從希格斯粒子的質量來看,剛好可以用環形對撞機產生,且產生效率優於直線對撞機。”
“如果我沒有提,是沒盡到責任”
王貽芳說,推動我國建設CEPC,是他在現在的科學崗位上的最後一樁心願。
“中國的粒子物理如果做了CEPC,我就盡到我的責任了。這是從規劃的角度來說。我可能看不到它的重大科學成果,也沒機會在它上面做研究了。”王貽芳說。
王貽芳今年56歲,而中國CEPC的規劃時間,一期工程是計劃到2030年完成,實驗運行、取數10年,二期工程(如果決定建設)計劃2040年啟動建設。
“如果這件事情做成了,說明我的規劃責任盡到了;而如果我沒有提、沒有引導這件事情,那是我們的規劃沒做到位。”
被問到CEPC會不會爭取進入我國下一個五年計劃即“十四五”規劃之中,“這是努力方向之一”,王貽芳答道。