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9 通往未来的一扇门（第5页）

但我相信，迟早会有人嘲笑我的这番话，就像我们今天重新阅读20世纪30年代物理学家们关于反物质的辩论时露出微笑一样。

当时的伟人，狄拉克、韦尔、安德森，没有一个能想象到，仅仅几十年后，那些被他们称为正电子的奇怪粒子，每天都会用于数百家医院的正电子发射断层扫描术（PET）。

在世界各地，反物质不是被用来制造丹·布朗书中的恐怖炸弹，而是被用来诊断严重疾病或研究阿尔茨海默病患者大脑中的变化。

因此，我们有必要保持谨慎，并记住物理学家迈克尔·法拉第在回答英国财政大臣威廉·格莱斯顿的问题时所说的话：“但你发现这个东西究竟是为了什么？”

“我不知道，但很可能你很快就会对它征税。”

未来的挑战：日本和中国

希格斯玻色子的发现引发了一场充满**的科学辩论，也引发了与新一代加速器有关的重大政治策略，这些加速器将继承大型强子对撞机的成果。

下一步，重复发现W和Z玻色子所采用的方案，建造一个大型电子加速器。

正如建造大型正负电子对撞机是为了制造数百万个Z玻色子并精确测量它们的所有特性一样，现在我们想象一个机器，在这个机器里电子和正电子相互碰撞，对新的玻色子重复同样的操作。

一个真正的希格斯粒子工厂，在理想的实验条件下产生数百万个希格斯粒子，并精确地研究它们的所有特性。

自2011年12月以来，日本一直有重新启动国际直线对撞机（ILC）的想法，这是一个已经讨论了多年的倡议，而125GeV玻色子的证据让这个过程变得非常有趣。

既然已知希格斯粒子的质量，就可以很好地计算希格斯粒子产生的过程和可以使用的衰变模式。

国际直线对撞机项目计划让加速的电子和正电子在直线轨道上碰撞。

为了避免电子围绕圆形轨道运动的辐射问题，他们采用了一个激进的解决方案。

两束电子和正电子在相反的方向加速发射，在配备探测器的相互作用区相互碰撞。

尽管这一概念很巧妙，但技术上的困难限制了性能，尤其是亮度。

在线性加速器中，电子束和正电子束一旦交叉，就会被撞飞，给新的粒子束让路。

虽然新的注入速度很快，但它不可能每秒产生一万到两万次碰撞。

在圆形加速器中，光束可以在轨道上停留数小时，每秒穿越数十万次，直到它们失去强度并被替换为止。

这样就有可能产生更多的碰撞。

为了弥补这一缺陷，线性对撞机将光束集中到最大，集中到极致，将相互作用区缩小到无穷小的值。

这就造成了稳定性问题，因为每一个微小的扰动都可能导致亮度的损失。

国际直线对撞机项目提议将两束电子和正电子集中在5nm的尺寸上，这个尺寸比大型正负电子对撞机的尺寸小1000倍。

让两个如此微小的光束正面碰撞会带来前所未有的位置控制问题。

国际直线对撞机的物理程序预测在500GeV的质心碰撞，并假设之后达到1000GeV。

这些目标决定了加速器的长度，因为用于加速电子和正电子的谐振腔的性能受到了限制。

今天，在工业规模上生产出的最好的超导谐振腔，能够产生每千米24GeV的最大加速度。

目前正在开发国际直线对撞机的谐振腔，可达每千米35GeV。

通过这种方式，将光束发射15km，并配备数千个谐振腔，预计将达到500GeV。

整个加速器，包括两束粒子正面碰撞的区域，将成为一个长度约31km的线性基础设施。

国际直线对撞机是一个由来自世界各地的研究小组参与的项目。

日本已经表示愿意接收这台新机器，并在该国北部的北上山地划出一块区域。

这是一段由白垩纪岩浆凝固而成的极其坚固的山脉，它经受住了灾难性的地震，比如最近摧毁福岛南部的地震。

实际上，在一个几乎一直有微震的地区安装如此精密的机器会让人们产生许多担忧。

人们担心，在这些条件下，在如此小的光束之间产生高强度的碰撞是不可能的，但是日本人非常自信。

真正的问题是现在没有一个国家，包括日本，承诺为所需的80亿美元费用提供大部分资金。

即使是在立即做出决定并尽快获得资金的乐观假设下，也无法在2019年之前开始建设，在2030年前机器也无法运行。