作者:王小龙 来源:科技日报 发布时间:2011-1-15 16:51:39
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美Tevatron对撞机因经费无着落将于9月关闭
 
Tevatron(费米实验室质子—反质子对撞机)和LHC(欧洲大型强子对撞机)——这两台目前世界上最大的粒子加速器似乎生来就是一对冤家。
 
自从LHC开始筹建之后,Tevatron要关闭的消息就从未间断过,其中既有过度解读的传闻,也有缺乏根据的空穴来风,对此费米实验室的科学家们往往一笑了之。但这次他们无法再轻松起来了,因为Tevatron的主要资金提供方——美国能源部已在1月11日正式公布了不再提供资金的决定。这样一来,Tevatron关闭的日期将不再是此前传闻的2014年,而是不到8个月之后的2011年9月。
 
壮志未酬身先退
 
Tevatron粒子加速器又称为Tevatron质子—反质子对撞机,它位于美国伊利诺伊州巴达维亚附近的草原上,是世界上目前运行能量第二高的粒子对撞机。其所在的费米实验室是美国最大的高能物理实验室,也是世界上仅次于欧洲核子研究中心的第二大实验室。1995年3月,费米实验室曾通过Tevatron发现了第六种夸克——顶夸克,此外还获得过多项引人瞩目的研究成果。但在2008年9月欧洲核子研究中心的LHC建成之后,Tevatron的地位开始显得日渐尴尬:与“年轻力壮”的LHC相比,Tevatron所能产生的最高能量不过其七分之一,不少从事线性对撞机模型研究的专家都将LHC作为第一选择。为了解决困境,费米实验室一方面加强与LHC的合作,尽可能地使费米实验室的研究人员也能实时获得欧洲核子研究中心的实验数据;另一方面也在试图转型,寻求新的研究领域,甚至筹划建造新的加速器。
 
费米实验室的科学家们也曾希望Tevatron加速器能够再持续运行3年,以使他们有机会抢在欧洲同行之前找到希格斯玻色子(也称“上帝粒子”)。正当这场如火如荼的紧张比赛即将要到达终点的时候,他们却因为经费问题不得不停下脚步,先行退出,而LHC则成为了寻找希格斯玻色子的唯一希望。
 
希格斯玻色子是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子,至今尚未在实验中观察到。它也是标准模型中最后一种未被发现的粒子。观测希格斯粒子的实验预期将可以帮助解释宇宙万物的质量。几十年来,科学家们一直试图找到它,但都以失败告终。就连耗资高达上百亿美元的LHC也是以发现这个神奇的粒子为设计初衷的。
 
其实早先就有不少物理学家表示,由于目前希格斯玻色子所在的能量区间已经确定,而其正是Tevatron加速器的敏感区。因此,与LHC相比低能量的Tevatron或许更有可能先找到希格斯玻色子。另外,Tevatron是质子—反质子对撞机,而LHC是质子—质子对撞机,因此,Tevatron可以探测新粒子和其他微粒之间的对撞,而这一点是LHC所做不到的。
 
但无论如何,现在说什么都已经太晚。
 
巧妇难为无米炊
 
美国能源部是在针对来自美国能源部高能物理顾问团(HEPAP)的一封质询信进行回复时作出上述表示的。美国能源部科学办公室负责人威廉·布林克曼在回信中称,该部在预算上遇到了一个“富有挑战性的额外开支”,经过反复讨论,他们决定不再向Tevatron提供经费。因此,Tevatron加速器将在今年9月关闭。
 
在得知这一消息后,费米实验室主任皮耶·奥登十分失望,他说:“这项决定是对在Tevatron加速器上工作过的1200多名物理学家以及其他间接通过Tevatron的数据进行工作的理论物理学家的沉重打击,我们都曾希望Tevatron加速器能继续工作下去。”
 
奥登之所以会如此失望,是因为此前费米实验室的科学家们在其带领下曾成功说服了当局至少维持加速器的运转到2012年或2013年,这样他们就还有可能在LHC之前先一睹希格斯玻色子的芳容。费米实验室科学顾问团甚至建议,无论开支如何都应该让Tevatron加速器持续运行直至2014年。但几经核算后,奥登发现从费米实验室每年自身的预算中只能拿出1500万美元,而要维持这一计划至少还需要每年从美国能源部获得3500万美元。虽然此前美国能源部批准了该计划,但前提是有资金可用的情况下。“事实上,现在他们已经宣布这种可能已经不复存在。”美国物理学家组织网的一篇报道说。
 
奥登表示,科学家们通过Tevatron获得了很多极具历史价值的发现,Tevatron的表现已经超过人们此前对它的预期。在Tevatron加速器上未完成的实验和工作将转交给其他实验室,费米实验室与欧洲核子研究中心的合作也将继续,但操作Tevatron加速器人员的去留目前还未确定。
 
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