注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

《科学新闻》杂志官方博客

服务职业科学家

 
 
 

日志

 
 
关于我

《科学新闻》最早创刊于1999年1月,2008年底杂志进行了全面的改版,由为Science/Nature撰写科学新闻报道的精英团队打造,力图用社会化的视角报道科学,用人文化的情怀服务职业科学家群体,用专业化的手法剖析重大科学事件以及科学界在重大公共事件中的角色和价值,是国内第一本针对科学界核心人群的专业新闻杂志。

网易考拉推荐

百亿美元对撞机落户中国?  

2009-03-04 12:39:49|  分类: 焦点 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

百亿美元对撞机落户中国? - 科学新闻 - 《科学新闻》杂志官方博客

 

■记者  徐治国

又到全国两会召开之际,全国政协委员高杰并没有忘记他的梦想:让国际直线对撞机(International Linear Collider,简称ILC)落户中国。
2008年3月,首次当选全国政协委员的中国科学院高能物理所研究员高杰,在全国两会期间提出一份提案,建议中国抓住历史机遇,适时申请成为国际直线对撞机的承建国。
高杰告诉《科学新闻》,今年他的提案仍会涉及国际直线对撞机。他的这份提案建议政府成立中国战略发展中心,而关于国际直线对撞机的事宜,“就应该由这个中心来协调各方面的利益和声音,为国家战略决定提供科学决策”。
为了推进战略实施,国际未来加速器委员会(ICFA)责成其下属的国家直线对撞机指导委员会(ILCSC)制定ILC全球战略。ILCSC在2005年初成立了全球设计工作组(Global Design Effort,GDE)。GDE是由60多位科学家和工程师组成的国家团队,由Barry Barish领导,为世界各地参与ILC合作的上千位科学家和工程师制定研究策略和优先级。
据《科学新闻》了解,关于让ILC落户中国的设想,已经引起了多个相关部委的关注。
目前正在拟议中的国际直线对撞机,是高能物理领域继国际热核聚变实验堆(ITER)计划启动之后又一项大规模的国际合作计划项目。ILC将建造在总长约31公里的地下隧道内,造价预计可能高达100亿美元。

加速,再加速


过去几十年中,科学家借助粒子加速器,已经发现了构成自然界普通物质的各种基本粒子,以及它们之间的四种基本相互作用力。
美国能源部下属的费米国家加速器实验室,曾经是世界上最大的高能物理实验室。1983年,费米实验室耗资1.2亿美元,建造了当时世界上能量最强的对撞机Tevatron。2001年7月,该实验室在Tevatron上第一次直接观察到τ中微子。
然而,2008年欧洲诞生了一台能量更大的对撞机——大型强子对撞机(Large Hardron Collider,简称LHC)。LHC将科学家们带入了一个被称为“太尺度”的能量前沿,以深入探索更微小的领域和更基本的现象。
对于运行了20多年的Tevatron来说,其领军地位将被取代,甚至最终退出历史舞台。美国政府曾计划在LHC启用时就关闭Tevatron,费米实验室也面临一个非常不确定的未来。
与LHC相比, ILC的精度更高。
根据计划提出者们的设想,ILC将以光速使大约100亿个电子和正电子相撞,每秒对撞14000次。
显然,无论就经济还是技术而言,世界任何一个国家或地区都无法独立完成ILC。

落户之争


美国的费米实验室和日本的高能加速器研究机构(High Energy Accelerator Research Organization,简称KEK),都希望成为ILC的东道主。
2005年,60岁的物理学家Pier Oddone掌管费米实验室后公开表示,希望通过与国际同行的努力,让ILC落户费米实验室。他的梦想是,重新夺回费米的高能物理研究霸主地位。
Oddone认为,费米实验室有人才、知识和空间来建造下一代加速器,而ILC是其目前最大的机会,“这里面有巨大的风险,但我们寻找的答案具有重大意义”。
这一想法得到了不少美国科学家的支持。Oddone同事、费米实验室的物理学家Young Kee Kim就曾称:“我们或者成为美国的高能中心,或者失去能量的前沿地位。”[1]
2006年,美国科学院在一份题为《揭示隐藏在自然空间和时间背后的秘密——规划基本粒子的路径》的报告中,也鼓励美国争取成为ILC的东道主,否则,粒子物理学将会在美国枯萎[2]。
日本也不甘落后。2005年,KEK常务主任Yoji Totsuka在接受《自然》杂志采访时指出,日本正在全力以赴地希望将对撞机安置在KEK[1]。
还有报道称,一些俄罗斯科学家希望将ILC建在莫斯科附近。
毫无疑问,成为ILC东道主是一个非常大的梦想,而梦想实现的最大阻力是费用。日本KEK物理学家、ILC设计方案前亚洲地区负责人Mitsuaki Nozaki告诉《科学新闻》:“虽然目前就ILC的成本分摊没有最后定论,但是承建国所承担的费用将更大。到目前为止,还没有任何一个国家宣布承建ILC。因此,ILC有可能建在世界上任何一个国家。”
而且,ILC建造所需要的国际合作规模异常庞大,其间会充斥经费来源的运作、团队间的明争暗斗,甚至各种复杂的国际政治问题。

 

百亿美元对撞机落户中国? - 科学新闻 - 《科学新闻》杂志官方博客


 

命运多舛


2007年2月,国际直线对撞机参考设计方案出台。这个庞大的研究计划似乎正在有条不紊地向前推进。
在美国方面,ILC前期研究的绝大部分经费由费米实验室管理。然而,2007年12月18日,美国国会通过了《美国竞争力法》,宣布2008年将用于该项目的年度经费削减3/4,仅剩下1500万美元。
ILC总负责人Barry Barish表示,这一情况相当危急,计划只能延期并继续推延。原本计划于2010年完成的设计,也不得不推迟到2012年以后[3]。
雪上加霜的是,美国国会将费米实验室的预算从3.72亿美元削减到3.2亿美元。经费的骤然减少,导致费米实验室不得不中止部分项目,甚至裁员[4]。
直到2008年6月30日,时任美国总统布什签署了一项资助伊拉克战争高达1860亿美元的计划中,其中也包括提供给费米实验室的经费,才使费米暂时摆脱了困境[5]。
实际上,美国高能物理有充裕经费的时代或许早已结束。一些美国科学家原本提出在德克萨斯州建造一个以巨型超导磁体为主的超导超级对撞机(Superconducting Super Collider,SSC),耗资总额预计超过82亿美元。不过,该计划没有得到美国国会的多数议员的认同。1993年,该计划中止。
在英国方面,英国于2007年12月宣布退出ILC,原因是认为这个项目“不可行”。此外,其高能物理资助机构正面临高达1.6亿美元的资金缺口,退出ILC有助于缩小这个缺口。
此外,在2008年9月开始启用的LHC,也因为氦泄漏事故而蒙上了一层阴影。台湾资深科学文化工作者江才健博士告诉《科学新闻》:“今年是否能够重新启动,仍然是个谜。这也使人们对大项目是否能够有效运转并达到预期效果产生怀疑。”
金融危机也来得不是时候。目前,美国、日本、欧洲等发达国家经济均陷入泥潭,各国政府在科学上的投入似乎都在缩水。
中国科学院高能物理所、北京正负电子对撞机国家实验室主任方守贤院士告诉《科学新闻》,金融危机已经影响到ILC的建设,其进程已经推迟了。
当然,在Mitsuaki Nozaki看来,“金融危机之后,一些国家一定会在基础科学上进行投资。在日本,政府已将ILC纳入国家研究和开发预算。”


ILC与中国


说起来,ILC与中国颇有渊源。
2004年8月,ICFA宣布拟议中的国际粒子对撞机将采用低温超导加速技术,并将其命名为国际直线对撞机。这一决定的诞生地点在北京,故又被称为“北京宣言”。
2007年2月,ICFA在北京发布了ILC的设计报告。ICFA主席、德国电子同步加速器中心主任Albrecht Wagner说:“国际直线对撞机参考设计报告的发表是继北京宣言之后的又一重大里程碑。”
当年11月,在中国高等科学技术中心、国家自然科学基金委员会和日本学术振兴会共同资助下,中国科学院高能物理研究所又举行了一次重要的ILC国际会议:第一届亚洲国际直线对撞机研发会议。该所ILC国际合作研究项目组组长高杰正是会议主席之一,国家自然科学基金委员会数理学部主任汲培文、中国科学院基础局副局长刘鸣华和科技部基础司傅小峰等官员应邀出席了会议。
这次会议的简报称,为了让中国政府和公众了解国际直线对撞机的建造目的、总体规划和造价,本次会议发布了《国际直线对撞机——走向量子宇宙》英文版手册,而包括中文版在内的其他语言版本也将在随后发布。
在这次会议上,中国科学院高能物理研究所所长、ICFA中国代表陈和生还表示,中国高能物理界应以适当方式,积极参加国际直线对撞机的加速器和探测器的设计、研制、运行和物理研究方面的国际合作,“这对中国加速器、探测器及其相关领域高技术的发展具有重大意义”。

百亿美元对撞机落户中国? - 科学新闻 - 《科学新闻》杂志官方博客


 

中国的机会?


或许,对于中国科学家应以适当方式参与ILC的提法,并无多少异议。但具体以什么样的方式参与,则尚无定论。
在一些中国科学家看来,中国可以申请成为ILC的建造地。
高杰对《科学新闻》说:“如果ILC能落户中国,中国有可能成为世界科研中心。”
他还认为,承建ILC计划符合中国的中长期科学发展目标,ILC如果能够落户中国,有助于中国成为世界的一个科研中心,该计划还具有一定的政治、经济和军事意义,可以帮助提升中国的国际地位。
高杰表示,对中国而言,加入ILC的建造是一次难得的机会。除了能够带动自身超导技术的发展外,还可以带动材料学、电子学以及相关产业的发展,在培养人才和带动就业方面也可发挥积极作用。
他说:“一旦申请承建成功,我们将逐渐进入国际主流,而偏离主流将要落后。即使失败,我们也不会失去什么,反而在国际形象和地位上有所提升。”
高杰还称,与美国、日本相比,中国在造价上具有绝对的竞争性。如果经费预计是100亿美元,建在美国的话,可能投入会远远超出这个数字;建在日本的话,费用说不定更高。“而如果建在中国,由于中国的人力成本低,人工费用可能减少2/3。”
近年来,中国政府在高能物理等科学领域的一些大手笔,或许也给了高杰及其同道更多的信心:重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR投资近3亿元;全超导托卡马克EAST投资1.65亿元;上海光源SSR总投资12亿元;强磁场装置总投资2.6亿元;大亚湾反应堆中微子实投资2.5亿元;散裂中子源CSNS总投资14亿元,等等。
此外,高杰说,中国还具有举国体制等优势,以及对撞机研究的基础。
目前,高杰正在申请国家重点基础研究发展计划(“973”计划)的项目,计划为中国申请承建ILC做一些准备工作。
欧洲核子研究中心(CERN)委员会主席Torsten ?魡kesson告诉《科学新闻》:“中国是一个经济快速发展的大国,而且也有一个较好的加速器实验室,但关键是中国希望如何优先发展这一研究领域。政府和科技界的‘决心、意志’将是承建ILC的关键因素。”


反对的声音

不过,一些中国科学家明确表示反对中国成为ILC的建造地。
即使是高杰所在的中国科学院高能物理研究所内部,也有不同意见。中国科学院院士、中国科学院高能物理所研究员冼鼎昌院士就说:“中国是一个发展中国家,要做的事情很多,不能齐头并举;孰先孰后,必须有所选择,不是所有叫得大声的都是要马上抓住的机遇。目前中国没有承建ILC的能力。”
方守贤也认为,目前中国还不具备承建ILC的条件,在超导研究方面也与国外存在很大差距。
他补充说:“如果ILC落户中国,中国作为东道主估计至少要承担50%的经费,约50亿美元。中国应该把这笔钱用在更有意义的地方。”
中国科学院科技政策与管理科学研究所副研究员段异兵也认同上述观点:“感觉上高能物理研究离应用很遥远,目前似乎不是讨论大规模投资或投入的时机。”
江才健在《规范与对称之美——杨振宁传》一书中曾提及,诺贝尔得主杨振宁在上世纪70年代就指出高能物理要走下坡路。江才健说:“中国在人员力量和技术上具有一定基础,可以积极参与ILC项目的合作研究,但是全无必要去承建这么大的项目放在‘家’里。”
他认为,ILC经费投入相当大,如果中国去承建,有可能变成“冤大头”,SSC就是前车之鉴。
无论如何,关于中国申请承建ILC的利弊,还需要更多的公开讨论。

参考文献:
[1]Nature, 2005, 435, 728-729
[2]科学时报, 2006年5月9日, 美欲
拿下国际直线加速器项目
[3]Nature, 2008, 451, 112-113
[4]ScienceNow, 2007, 12月19日, Budget Cuts Imperil Fermilab
[5]ScienceNow, 2008, 7月1日, Fermilab Cancels Layoffs

  评论这张
 
阅读(616)| 评论(113)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017