电子-正电子碰撞的计算机模拟。蓝线代表探测器的一部分。不同颜色的线条是电子

中国希望在三年内建造一个价值50亿美元的粒子对撞机——比欧洲提议的大型对撞机抢先一步。这台长达100公里的圆形正电子对撞机(CEPC)旨在精确测量希格斯玻色子——一种赋予万物质量的神秘粒子。这些信息可以回答一些基本问题，比如宇宙是如何进化的，以及为什么粒子会以这样的方式相互作用。

明年，CEPC的提案将提交给中国政府，可能被纳入下一个五年计划。根据6月3日发布的一份综合技术设计报告，如果能赢得政府的支持，该项目将于2027年开始建设，耗时约10年。该报告估计，超大型对撞机将耗资364亿元人民币(52亿美元)，与欧洲耗资170亿美元的未来圆形对撞机(FCC)相比，建造和运行成本要低得多。如果获得政府批准，欧洲核电站的建设将于本世纪30年代开始。

在其巨大的地下隧道中，CEPC将以极高的能量将电子和它们的反粒子正电子碰撞在一起，产生数百万个希格斯玻色子。香港科技大学的理论物理学家Andrew Cohen说，它们的绝对数量将使研究人员能够比以往更详细地研究这种粒子。通过更精确地测量希格斯粒子，研究人员将能够探索超越标准模型的问题——标准模型是关于宇宙构成的主要但不完整的理论——比如暗物质的本质，以及为什么宇宙中普通物质比反物质多。

中国科学院高能物理研究所(IHEP)所长、物理学家王贻芳说，最新的报告包括加速器布局设计和组件原型的详细蓝图。它还包括对三个潜在地点的评估:秦皇岛、长沙和湖州。王说:“我们现在有信心，我们可以制造出一台真正的机器。”

位于瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理研究所(CERN)的物理学家齐默尔曼(Frank Zimmermann)说，计划用于中国超级机器的许多部件已经在中国的其他设施进行了测试。其中包括位于北京的接近完整的高能光子源。齐默尔曼是CEPC技术设计报告评审委员会的主席，同时也参与了FCC，他说，鉴于中国已经拥有了一个类似CEPC的对撞机——北京正电子对撞机——IHEP现在可能比CERN在这一领域拥有更多的专业知识。“他们取得了很大的进步，”他说。

来自国外的帮助

CEPC国际咨询委员会成员科恩说，技术设计报告表明，中国有能力在几乎没有国际研究人员帮助的情况下建造CEPC的加速器。“如果他们想建立加速器并向前发展，他们是可以做到的。”但他补充说，中国可能需要利用外部专业知识来开发对撞机的探测器，这不是报告的重点。

马萨诸塞州波士顿大学(Boston University)研究粒子物理和量子场论的历史学家、哲学家曹田宇(Tian Yu Cao)说，CEPC可能面临的另一个障碍是，鉴于地缘政治局势持续紧张，如何从其他国家吸引资金。“我认为西方帮助中国的阻力会更大，”曹说。

但获得国际融资的挑战并非中国独有。今年5月，德国政府表示不会支付联邦通信委员会170亿美元的费用，这对该项目来说是一个很大的挫折。

然而，王相信CEPC将是一个国际努力。他指出，在中国一些大型物理设施中，国际研究人员已经占到30-50%的团队，其中包括位于开平的江门地下中微子天文台，该天文台将于今年开始运行。他表示:“我们相信(CEPC)也将是类似的。”

与此同时，王和他的团队正在撰写一份工程设计报告，该报告将更详细地概述CEPC的建设。“我们正在努力确保我们为这样一个项目做好了充分的准备，”王说。