作者署名：兵工科技 微信号：binggongkeji
2013年，弗朗索瓦·恩格勒和彼得·希格斯2位物理学家因成功预测发现了被誉为“上帝粒子”的希格斯粒子而荣获诺贝尔物理学奖，这一发现被认为是近几十年来自然科学领域最重大的发现之一。这个对于人类而言至关重要的“上帝粒子”，就是由欧洲核子中心的大型强子对撞机LHC，首次在对撞实验中发现的。作为物理学研究最前沿领域的“大杀器”，高能粒子对撞机对于我们普通人而言真有点“高大上”，颇具神秘色彩。近日，中国高能粒子对撞机领域的领军人物——中科院高能物理所所长、中国科学院王贻芳院士对中国高能粒子对撞机的发展进行了点评和展望。
图注：王贻芳院士
中国要走到世界物理学领导者位置，需要高能粒子对撞机
什么是对撞机？对撞机是在高能同步加速器基础上发展起来的一种装置，其主要作用是使粒子流在相向运动状态下进行高能粒子实验对撞，从而发现新粒子、新物理规律、新机制，是进行物理学前沿研究的一种“大科学装置”。
中科院高能物理研究所此前已建有北京正负电子对撞机这一对撞机实验装置，那么中国为什么还需要新的粒子对撞机？首先，粒子物理学要继续向前发展，就必须提高对撞机的能量，只有在更高的能量等级下，才有可能发现新的粒子、新的物理学规律。而目前刚刚发现的“上帝粒子”希格斯粒子，世界各国对它的研究认识还很不充分，欧洲科学家仅仅是刚“发现了”它而已，谈不上深刻的认识。如果能够建设新的对撞机，就会对希格斯粒子有更深入的研究，进而推进整个中国粒子物理学的前沿研究。欧洲、日本目前也在积极规划新的高能粒子对撞机，瞄准的也是“希格斯粒子”。
中国高能物理学目前走到了一个关键时刻，此前我们是追赶者，快步追赶欧洲和美国物理学发展的脚步，目前已经到了望其项背和并驾齐驱的水平。而高能粒子对撞机，则给了中国独自领跑，占据世界物理学研究最前沿，成为领先者的好机会。
图注：位于中科院高能物理所所内的北京正负电子对撞机，它是目前我国正在运行的重要粒子对撞机实验装置
中国对撞机发展两步走规划
王贻芳院士提出中国建造新一代对撞机，应该采取两步走的策略，即先建设新的正负电子对撞机CEPC，然后第二步再建设质子对撞机SPPC。之所以如此规划，首先是因为正负电子对撞机相对花费更少，技术难度稍低，以我国目前的技术水平，经过努力奋斗和研究，在5到10年内能够攻克并建成。正负电子对撞机建成后，可以立即投入科学研究，并有很大把握取得研究成果，这一步稳健而稳妥。
第二步，则是经过长时间的努力，在正负电子对撞机的基础上，建设技术难度更大、投入更大的质子对撞机。到那时（2030年前后）我们已经有了许多新的技术可以应用在新的对撞机上，制造出世界领先、技术水平顶尖的新一代质子对撞机。
大科学装置牵引产业技术发展
对高能粒子对撞机的研究能够产生大量新技术，这些新技术在其他很多领域都可以得到应用。
1，要做粒子对撞机，需要极高精度（高精密机械）技术。我国目前在一些小尺度设备加工方面，精度还不错，但大尺度设备加工精度并不高，而大型粒子对撞机要求是：加工零件尺寸大同时精度极高。搞成粒子对撞机，将大大提高我国高精度机械加工技术水平。
2，高真空，做大型加速器需要几百千米、将来甚至几百千米长的真空管道。而高真空技术，在高端工业和装备制造业领域应用极其广泛，此前核心技术大都被西方国家所垄断。
3，微波技术方面的突破，对撞机对微波功率源、微波器件、微波设备本身的要求，无论是大功率、还是长使用寿命，都是远远超过目前一般微波设备的要求。
4，低温技术。包括低温制冷设备，此前国内都不能自己制造，通过大科学装置的研制，可以推动我国低温产业和相关技术的发展。
结语
近年来，我国在科研创新战略的指引下，在前沿科学研究领域频频发力，一大批大科学装置纷纷投产使用或上马，高能粒子对撞机就是其中的一个。科学之花的绽放，需要长时间辛勤浇灌和养护，大科学装置，将成为中国通向世界科学技术强国的阶梯！
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