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“希格斯工廠”已成為國際高能物理領域的共同目標，是國際科學領域所要攀峰的珠穆朗瑪峰。
近日，中科院高能物理所研究員、環形正負電子對撞機（CEPC）加速器負責人高杰在接受《中國科學報》采訪時這樣回答。
當地時間 2020 年 6 月 19 日，歐洲核子研究組織（CERN）理事會公布「2020 歐洲粒子物理戰略」，確定了首先建設一臺正負電子希格斯（Higgs）工廠、再建一臺高能質子對撞機的路線圖。
這一戰略意義深遠，不僅將為歐洲粒子物理的發展起到指導作用，在全球粒子物理學領域也將對中國、日本和歐洲“希格斯工廠”建設的競爭局面產生影響。
什么是對撞機？什么是“希格斯工廠”？一切都要從希格斯玻色子說起。
物理上習慣將一種遵循玻色-愛因斯坦統計、自旋量子數為整數的粒子稱為玻色子。
1964 年，有三組研究人員幾乎同時地獨立研究出一種“希格斯機制”并發表論文，英國物理學家、希格斯玻色子提出者彼得·希格斯（Peter Higgs）就在其中一組。
1964 年的這三篇論文，在世界物理學頂級學術期刊《 物理評論快報 》50 周年慶祝文獻里被公認為里程碑論文。
在當時的論文中， 基于希格斯機制，Peter Higgs 預言了希格斯玻色子的存在。
雖然學界傾向于認為其預測結果準確無誤，但預測只是預測，最終還是要經過論證。直至 1980 年代，希格斯玻色子存在與否，已成為粒子物理學最重要的未解難題之一。
希格斯玻色子的神秘性，從它的別稱「上帝粒子」中便可略知一二（據說希格斯玻色子在大爆炸之后的宇宙形成過程中扮演了重要角色）。
正所謂，工欲善其事，必先利其器。
1994 年，為確認或排除希格斯玻色子的存在，歐洲核子研究組織（CERN）立項了大型強子對撞機（LHC）。
雷鋒網了解到， 對撞機是在高能同步加速器基礎上發展起來的一種裝置，其原理是通過前級加速器注入的兩束粒子流進行對撞，從而產生足夠高的相互作用反應率，以測量高能粒子。
14 年后，這一全球 80 多個國家近萬名科學家的心血結晶正式建成。
終于，持續了近半個世紀的難題有眉目了。
2012 年 7 月 4 日，歐洲核子研究組織（CERN）舉行專題討論會與新聞發布會宣布，LHC 緊湊 μ 子線圈發現了質量為 125.3±0.6GeV 的新玻色子，標準差為 4.9；超環面儀器發現質量為 126.5GeV 的新玻色子，標準差為 4.6。
不少學者認為這兩個粒子可能就是希格斯玻色子。
2013 年 3 月 14 日，歐洲核子研究組織（CERN）發布新聞稿表示，先前探測到的新粒子正是希格斯玻色子，消息一出，世界震驚。
希格斯玻色子的發現取得了重大進展，不過科學家們對微觀世界的探索依舊在繼續。
近幾年，LHC 也經歷了幾次停機維護和重啟。
因此，歐洲核子研究組織（CERN）開始考慮升級 LHC 了——2019 年 8 月 1 日，歐洲核子研究組織（CERN）透露，LHC 的“繼任者”高光度 LHC（HL-LHC）已開始建造。據了解，其亮度將比 LHC 高 5-10 倍，從而大大提升了性能。
實際上，這也是歐洲核子研究組織（CERN）「2020 歐洲粒子物理戰略」的其中一項內容。
在了解「2020 歐洲粒子物理戰略」涉及到哪些內容之前，還是先來簡單了解一下歐洲核子研究組織（CERN）。
在粒子物理學界，歐洲核子研究組織（CERN）的地位可以說是舉足輕重。
CERN 成立于 1954 年，位于瑞士日內瓦近郊地區，是世界上最大型的粒子物理學實驗室。CERN 通過提供粒子加速器等基礎設施，支持國際間的合作實驗，旨在滿足高能物理學的研究需要。據百度百科介紹，CERN 聘用的員工大約占了世界粒子物理學圈子的一半。
與此同時，CERN 也是萬維網（www）的發源地，設有資料處理能力很強的大型電腦中心協助實驗數據的分析，可供各地研究員使用。
雷鋒網從歐洲核子研究組織（CERN）官網了解到，「2020 歐洲粒子物理戰略」的更新計劃于 2018 年 9 月啟動，當時 CERN 理事會成立了歐洲戰略小組（ESG）以協調戰略制定過程。2019 年 5 月，歐洲戰略小組在西班牙格拉納達舉行的公開研討會上共得到了近 200 份意見書。2020 年 1 月，在德國為期一周的起草會議上，最終達成了一致意見。
受疫情影響，原定于 5 月 25 日在布達佩斯宣布的「2020 歐洲粒子物理戰略」推遲至 6 月 19 日宣布。
具體來講，「2020 歐洲粒子物理戰略」的最優先事項是對「希格斯玻色子」的研究和對高能前沿的探索，這也是解決粒子物理學中懸而未決的問題的兩種關鍵而又互補的方法。
為此，成功完成高光度 LHC 仍是未來十年內歐洲粒子物理學的重點。
在高光度 LHC 之后，CERN 認為有必要優先開發一種作為“希格斯工廠”的電子-正電子對撞機，即未來環形對撞機（Future Circular Collider）。該對撞機的建造工作將在高光度 LHC 完全開發后的 10 年內開始，預計將于 2038 年完成運行。
此外，歐洲方面也計劃就下一代強子對撞機，開展國際合作，進行技術和財務可行性研究，這將是一項更為長遠的目標。
同時，這一戰略也建議歐洲繼續支持日本和美國的中微子項目。另外也將關注天體粒子和核物理等相關領域的合作項目。
CERN 總干事 Fabiola Gianotti 表示：
這項戰略雄心勃勃，它以審慎、漸進的方式勾勒出歐洲和 CERN 光明的未來。 我們將繼續投資 CERN 及其成員國與其他研究機構之間的合作項目。這些合作是科技持續進步的關鍵，能帶來很多社會效益。
值得一提的是，上述項目除了能促進粒子物理領域的研究，也有很廣泛的社會影響。
其一，加速器、探測器和計算的進步將對生物醫學技術、航空航天應用、文化遺產、人工智能、能源、大數據和機器人等領域產生重大影響。
其二，與大型研究基礎設施的合作有助于推動工業創新。
其三，從人力資本角度來看，上述項目培養的科學家、工程師、技術人員和專業人員也為工業和社會其他領域提供了人才。
上述戰略中，CERN 提到了“希格斯工廠”。
2017 年，基礎物理學突破獎得主、中國高能物理研究所所長王貽芳院士曾表示：
希格斯玻色子的發現，使我們看到了一種可能，那就是建設周長 100 公里的環形正負電子對撞機，也就是“希格斯工廠”。
目前，國際上有三個“希格斯工廠”項目——我國的超級質子對撞機（CEPC-SPPC）、日本的國際直線對撞機（ILC）、歐洲的未來環形對撞機（FCC）。
2012 年 9 月我國提出的 CEPC-SPPC 項目分兩步，一期工程為 CEPC，能量達 120GeV，可作為希格斯工廠；二期工程為 SPPC，能量將達到 25~45TeV。
雷鋒網注意到，就歐洲提出的戰略，中科院高能物理所近日也在官網發布新聞稱：
這份歐洲粒子物理戰略確定了先建設一臺正負電子希格斯（Higgs）工廠，再建設一臺高能質子對撞機的路線圖。這和我國高能物理學界倡議的環形正負電子對撞機-超級質子對撞機（CEPC-SPPC）設想是高度一致的。
就歐洲最近公布的戰略，王貽芳院士在接受《中國科學報》采訪時也表示：
歐洲是目前國際粒子物理最重要的一支力量，CERN 確定的研究方向、目標和路線圖，對整個國際粒子物理發展會有巨大影響。不過，歐洲粒子物理戰略中的決定并不讓人吃驚。過去幾年里，大家已經公認希格斯粒子的研究是未來高能物理發展的最主要目標。不令人吃驚是因為我們可能是最早講這句話的人。
【王貽芳在大亞灣中微子實驗站檢查設備】
無疑，中、日、歐三方的競爭局面已然形成，對此，王貽芳院士也表示：
我們的優勢在于，跟歐洲比，我們走在前面；跟日本比，我們的性能更優越，即使我們比他們建成得晚一點也不會有太大問題。三方各自都有一定的優勢，我們很難說我們一定能勝出。最終誰能勝出，取決于各個國家對這件事情的支持，看誰能在時間上走在前面。
引用來源：
https://home.cern/news/news/physics/particle-physicists-update-strategy-future-field-europe
http://www.ihep.cas.cn/xwdt/gnxw/2020/202006/t20200620_5609587.html
https://www.sohu.com/a/403391752_115479?_f=index_pagerecom_9
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