大型强子对撞机并未发现新粒子 中国还要建对撞机吗？

宙斯

巨型对撞机中国建还是不建？这是一个问题。

就在昨天，新华网刊登文章称，菲尔兹奖获得者、著名华裔数学家丘成桐希望巨型对撞机能够落户于中国秦皇岛市山海关。丘成桐说：“这是在基础科学方面有可能出现重大原创性突破的地方，将有助于探索整个宇宙物质的基本结构是如何形成的。”

舆论场中也一直有另一种声音，认为建超级对撞机是个投资上千亿但99%不会取得成果的“超级大坑”，甚至认为美国高能物理学界利用丘成桐对中国政府游说，是美国的一次“战略忽悠”。

就目前而言，主建派似乎并没有遇到真正有力的挑战，但8月5日的一次会议，可能会稍稍扭转局面。

8个月的等待

据《中国科技报》报道，紧凑渺子线圈（CMS）和超导环场探测器（ATLAS）的研究人员在美国芝加哥举行的国际高能物理大会上报告称，8个月前观察到的新粒子只是统计涨落造成的结果，并非新粒子。

当时，位于欧洲的大型强子对撞机（LHC——CMS和ATLAS都由它提供“原料”）上发现了疑似新粒子的迹象，出乎科学家的意料。

ATLAS

它似乎会衰减成一对高能光子，而这也是“上帝粒子”希格斯玻色子衰减的一种方式。ATLAS的数据显示，假定的新粒子似乎要重得多，是质子重量的800倍， 而希格斯玻色子约为质子重量的133倍。人们之所以报以很高的期望，是因为CMS也发现了这种粒子存在的相应证据，尽管要微弱一些。

乐观的人认为，新粒子的发现可能要求对基本粒子和力的主流理论进行重新思考。物理学家并未发现新粒子衰减成标准模型粒子其他组合的证据，因此它不可能只是希格斯玻色子的较重版本。也就是说，这种粒子需要更加复杂的解释。在部分物理学家看来，这样的结果更令人激动，甚至在网络学术平台上提出了近400种可能的解释。

不过，LHC的物理学家收集并分析了约是去年12月所使用数据量4倍的数据。这些额外的数据显示，新粒子的信号已经消失，只是统计波动而已。

成对的光子信号只是统计上的侥幸——由探测器中随机且并不相干的光子对产生。自然地统计涨落有时会造成这种纯属巧合的结果。“它的影响很小，但你时不时地会遇到。”在CMS上开展研究的内布拉斯加大学实验人员Kenneth Bloom认为，这种粒子从未被发现衰减成其他粒子组合的事实已经表明了这一点。

不过，Bloom仍然认为，整个事件会很有用。目前，研究人员在一周内收集的数据量相当于其在去年获得的全部数据。他们希望，这些源源不断的数据会产生一些新发现。“等下次我们发现一些出乎意料的事情时，如果它被证明属实，我们将会更好地解释它是什么”。

中国如何选择？

这样的结果，无疑也令部分反对建造者更加怀疑对撞机的作用，却很难动摇支持建造者的信心。

虽然这项工程需要很大资金投入，但丘成桐看好项目在技术发展和人才引进方面的巨大效益，“这会引起西方科学阵营的迁徙，远远超过单独建一所世界一流大学的效果”。

在大型强子对撞机所在的欧洲核子研究中心，有来自20多个成员国的3000多名工作人员，每年还有来自100多个国家和地区的1万多名合作科学家及访问学者。那里汇集了全球粒子物理研究领域的高端人才，每年产生1000多篇博士论文。

丘成桐预计，项目建成后，至少会有五六千名各国一流科学家为做实验举家迁往中国，且长期居住，这会对中国基础科研产生深远影响。

他认为，几千个智慧的头脑汇聚于此，会“自动”产生很多重要的、超越物理领域的技术和学问。正如我们生活离不开的万维网就诞生于欧洲核子研究中心。

“20年前可能中国没有能力做这件事，但现在中国是上升中的大国。对撞机的建成将是对国际科研、世界和平乃至人类文明的贡献，也是对中国国际形象的提升。”

丘成桐

但反对者援引了当年美国物理学家——如诺贝尔奖得主安德森（P. W. Anderson）和彭齐亚斯（A. Penzias）的意见，认为对撞机解决的只是物理学中的基本问题，而非科学的基本问题；它只是解决物理学中基本问题的途径之一，而非唯一途径；建造它需要大量的科技人才，这些人才资源的耗费将给其它同样需要科技人才的行业带来巨大的损失；建造它还将影响政府对其它科研项目的投资。

最终美国的反对者成功了，而欧洲修建了新的对撞机LHC。但在多年运营后，没想到也为反对建造者输送了弹药。

反对者认为，LHC成了一个烧钱的无底洞，自1998年至2008年，耗费十年建成，且严重超支了预算，又只能咬牙走下去。美国在高能物理界的地位并没有被反超，因为超出“标准模型”的前沿理论根本就无法做实验。至于发现“上帝粒子”，反对者认为只能算是“安慰奖”，因为LHC最基本的目标就是它。

还有网友感慨：“杨振宁对中国最大的贡献就是大力推动学界放弃高能，集中力量研究材料物理。”

当然，大部分关心对撞机的人都承认，现有的北京正负电子对撞机取得了巨大的成功，争论的焦点在于建造超级对撞机是否能取得与投入相称的收获。