王贻芳：建造大型对撞机“没有最坏结果”

来源：中国科学报

作者 | 赵广立

王贻芳接受媒体采访。腾讯供图

“欧洲会不会先于中国建成大型对撞机？”

“现在CEPC（环形正负电子对撞机）的关键目标是不是确认能进入‘十四五’规划？”

“你一直支持建设下一代粒子对撞机，现在的观点有没有发生改变？”

11月3日上午，在北京香格里拉酒店一间会议室，中科院院士、中科院高能物理所所长王贻芳接受了全国数十家媒体的采访。

记者们关注的焦点依然是斥巨资建造CEPC的问题。

王贻芳是北京正负电子对撞机上新的北京谱仪的设计、建造及前期研究的领导者，同时也是大亚湾中微子实验和江门中微子实验的提出者和领导者。

而他有可能成为我国下一代大型对撞机——100公里环形正负电子对撞机的领导者。

不过，围绕着CEPC建造的质疑和反对声也不绝于耳。其中，杨振宁先生是最著名的一位。

“从未说过要花上千亿”

围绕建设下一代大型对撞机最大的质疑之一就是：到底需要花多少钱？

“CEPC这个项目，360亿元人民币，这是我们两次估算之后得到的结果。”

此前，有许多报道说这个项目要花超1000亿元。

“我们从未说过要花上千亿元。”

“希望大家用我们的数字，不要用别人造出来的数字。”王贻芳说，有些人把“可能有的第二阶段建设费用”混在一起了。

下一代大型粒子对撞机的规划路线是先电子对撞、后质子对撞，第一阶段的建设仅为“正负电子对撞机”，只有在限定条件符合的情况下，才可能继续第二阶段“质子对撞机”的建设。

王贻芳也说明了其中缘由：“正负电子对撞机的隧道有100公里长，我们不希望这么长的隧道浪费，因为其实还是有别的可能性的——可以做质子对撞机，也可以做重离子对撞机等等，有很多可能性。”

“把所有的可能性用不正确的方式都加起来——比如5个可能性加出5个机器来，那当然不止这些钱（360亿元）。”王贻芳说。

在什么条件下，会开展第二阶段的建设？

王贻芳说，需要满足两个重要的前提条件：第一，前面的装置要有重大科学成果；第二，要有关键技术（例如高温超导）的重大突破。

“这两个条件缺一不可。”

王贻芳特意叮嘱，关于CEPC的项目预算，“希望大家把话说完整”。

“最好的机会”

在王贻芳看来，建设环形正负电子对撞机，“将是中国引领世界基础物理研究水平最好的机会”。

在腾讯WE大会的主旨演讲中，他总结了4条原因：

第一，希格斯粒子是粒子物理目前一个最重要的观测窗口。

第二，希格斯粒子质量不是特别重，使得环形对撞机就可以高效产生大量希格斯粒子、成为一个理想的希格斯粒子工厂。相对于直线对撞机来说，CEPC是效率更高的一种设计。

第三，中国在国际上的竞争对手（欧洲、美国、日本），它们都有正在进行的其他项目，暂时腾不出手来做环形对撞机希格斯粒子工厂。

第四，环形正负电子对撞机刚好是我们会做的——我们已经有30年的北京正负电子对撞机的研制经验。

“无论是欧洲还是美国、日本，都在讨论未来的高能物理发展规划。”王贻芳说，“欧洲的规划明年就会出来，大家将看到它的规划写的是什么。”

相较美国、日本，欧洲似乎是中国建设大型粒子对撞机最大的“对手”。

中国的环形正负电子对撞机计划在国际上首先提出了先电子对撞再过渡到质子对撞的技术路线。这一路线当时并没有得到欧洲核子中心的认同。

但经过后期的研究和验证，欧洲核子中心也认同这一技术路线是现阶段最好的选择，并将其确定为未来环形对撞机（Future Circular Collider，FCC）的技术路线，同时大力推动FCC这一强子对撞机之后的大型对撞机的建设。

“我们跟欧洲是有竞争的，我们建了他们就建不了，他们建了我们就建不了。”

谁能够建、谁先建成，谁就将成为这个领域的领跑者。

“他们的规划方案跟我们一样，在世界范围内建设两台同样的大型对撞机显然没意义。”王贻芳说。

欧洲有没有可能先行一步？王贻芳认为，这是有可能的。

“即便是我们先提的idea，但它们的人才比我们多、技术水平比我们高，欧洲要想走到我们前面太容易了。”王贻芳说，这就是一个谁先行动的事。

“没有最坏结果”

“如果我们建了CEPC，最坏的结果是什么？”

“没有最坏结果。”王贻芳耐心地回应说，“最起码我们会把对希格斯粒子性质的了解，提高到一个新的高度，这是肯定有的。”

希格斯粒子即希格斯玻色子，也就是大名鼎鼎的“上帝粒子”。对“上帝粒子”的探索，可能蕴藏着对宇宙起源这类基本问题的答案。

王贻芳认为，如果幸运的话，还会有超出预期的发现。

“我们希望，而且我们也认为它会有超出标准模型的新发现——就算没有，我们也能了解标准模型是怎么回事。”

之所以瞄准希格斯粒子，王贻芳解释说，在现有的标准模型已经基本完成的情况下，下一步超出标准模型的新规律是什么、在哪里？研究这个问题“最好的窗口”就是希格斯粒子。

“这已经是全球公认的。细节也许大家不关心，但是我们已经跟全世界的粒子物理学家达成了共识。”王贻芳说。

CEPC就是用来做这件事情的。“CEPC对撞可产生一百万个希格斯粒子。而且从希格斯粒子的质量来看，刚好可以用环形对撞机产生，且产生效率优于直线对撞机。”

“如果我没有提，是没尽到责任”

王贻芳说，推动我国建设CEPC，是他在现在的科学岗位上最后一桩心愿。

“中国的粒子物理如果做了CEPC，我就尽到我的责任了。这是从规划的角度来说。我可能看不到它的重大科学成果，也没机会在它上面做研究了。”王贻芳说。

王贻芳今年56岁，而中国CEPC的规划时间，一期工程计划到2030年完成，实验运行取数十年，二期工程（如果决定建设）计划2040年启动。

“如果这件事情做成了，说明我的规划责任尽到了；而如果我没有提、没有引导这件事情，那是我们的规划没做到位。”

被问到CEPC会不会争取进入我国下一个五年计划即“十四五”规划之中，王贻芳答道，“这是努力方向之一”。