人间的4月天，如果是在北京的话，那就会是一个杨絮飘飘的季节。

　　在2015年的这个4月，远在瑞士与法国边界的欧洲核子中心的强子对撞机重新启动，这是它在发现希格斯粒子后短暂休整后的又一次新的征程。这次重启的目标是发现超对称粒子，小黑洞以及其他未知的粒子。

　　那么，中国人也有参与LHC项目吗？中国未来也会建造属于自己的LHC吗？带这这些问题，蝌蚪君来到了中国科学院高能物理研究所。

　　在北京的中国科学院高能物理所宁静的大院里，到处是春的气息。主楼拔地而起，犹如一块厚重的方木，而在地下不远的隧道里，则运行着引人注目的北京正负电子对撞机。这是一台见证了中国高能物理历史辉芒的加速器，在这里曾经有过邓小平多次的殷切关怀，也有过很多激动人心的科学发现。

　　就在这里，蝌蚪君专访了高能物理所的研究员，加速器专家，前任副所长张闯老师。

　　在采访开始前，张闯研究员一再表示，他是做加速器的，对于高能物理实验，只是一位“近朱者”，不敢妄称专家，应该去访问“真赤者”。

　　中国物理学家也参与了LHC项目

　　LHC是欧洲核子中心的一台大型强子对撞机，其中L表示大型，C是对撞机，而H这个字母所代表的意思是“强子”——质子就是强子的一种，而电子不属于强子，电子是一种轻子，所以北京的正负电子对撞机是一种轻子对撞机。在LHC之前，同一隧道里安装的LEP，L-E-P是大型正负电子对撞机的英文缩写，也是一台轻子对撞机。对于中国物理学家有没有直接参与LHC项目，蝌蚪君与张老师进行了如下交流。

　　蝌蚪君：“欧洲核子中心的强子对撞机项目，中国科学家也有参与吗？”

　　张闯：“是的，中国是LHC上实验的一个重要参加国，国家科技部、基金委和中国科学院共同支持了CMS和ATLAS两个探测器的建设，还有几个大学自筹经费参加了另外两个探测器ALICE和LHCb的建造，总投入达8000多万人民币。这些贡献为中国科学家参加LHC实验数据的物理分析获取了入场券，在对希格斯粒子发现及其性质测量等方面做出了贡献。LHC中国组的科学家来自国内的多个单位，中科院高能物理所，硅酸盐所，清华大学，北京大学、南京大学、山东大学、中国科技大学、华中师范大学原子能研究院和华中科技大学等。”

　　蝌蚪君：“高能所这边，哪些研究人员参与了物理分析？”

　　张闯：“陈国明研究员负责CMS组，金山研究员负责ATLAS组。当年LHC启动的时候，人民网还采访了我和陈国明研究员。”

　　（蝌蚪君注：陈国明研究员，1982年毕业于杭州大学物理系，1991年在高能物理所获博士学位，曾先后三次赴欧洲核子中心进行合作研究，2000年被聘为高能物理所研究员现担任CMS国际合作组中国组负责人。金山研究员， 1987年和1990年先后在复旦大学获学士和硕士学位。1995在高能物理所获博士学位。曾在美国威斯康星大学做研究工作。现担任ATLAS国际合作组中国组负责人。）

　　蝌蚪君：“请问各国科学家对LHC的数据享有的权限是不是有高低之分 ，比如有没有这种可能性——最核心的数据中国科学家不能在第一时间得到？”

　　张闯：“在实验组里的发言权取决于成员国家的投入，主要是资金投入，中国大概在LHC实验项目中投了1%的钱……对于实验的数据应当是开放的，合作组中的各国科学家可以自己提研究项目的建议。”

　　蝌蚪君：“高能所这边主要参加了哪部分工作？”

　　张闯：“LHC是一个大的国际合作。在探测器的建造方面，高能所和北京大学组成的CMS中国组成功地建造了三分之一的端部缪子探测器阴极条室和阻性板室，总计约四百个，共投入两千多万人民币，做出了相当于五百万瑞士法郎的实物贡献，约占整个CMS工程造价的1%。高能所还和中国科技大学等组成的ATLAS中国组，分别承担了部分缪子探测器的研制，投入一千多万人民币，做出相当于二百多万瑞士法郎的实物贡献，约占ATLAS造价的0.5%。高能所也参加了LHC上的CMS和ATLAS的数据分析，是中国组的骨干单位之一 。

　　蝌蚪君：“CMS和ATLAS是哪两个探测器？我们主要是提供硬件还是物理分析？”

　　张闯：“是的，都有。CMS和ATLAS是LHC上两个大型谱仪实验，主要目标是探索粒子质量的起源和可能超出标准模型的新物理规律。另外，还有ALICE和LHCb等实验。ALICE实验以重离子碰撞为主，集中于夸克－胶子等离子体前沿课题研究，LHCb定位在研究B介子物理中的CP破坏。上面已经说过，我们制作了一部分探测器，大概有几千万的投入。因为这是大型实验组，所以它是按照你的贡献，来确定你有多少人作为正式成员做数据分析。此外，高能所也参加LHCb探测器的制造和实验。“

　　这里所谓的b是指bottom也就是底夸克。1977年美国的费米实验室证实了底夸克的存在性。2个底夸克组成一个b介子，其能量在10个GeV以上。LHC在b物理上的优势是它的强度很高，本底很小。北京的正负电子对撞机的能量低，只有2到5个GeV的能量，所以无法撞出B介子。简单地说，北京正负电子对撞机主要工作在c夸克，也就是所谓charm夸克的能区，中文翻译为粲夸克，2个粲夸克可以组成一个丁肇中当年发现的J粒子。

　　中国可能在秦皇岛建造中国版的强子对撞机

　　中国目前的经济实力与综合国力已经不是当年的吴下阿蒙。1980年代，中国人是勒紧裤腰带，在邓小平的坚强支持下，才建设了北京正负电子对撞机。而在当下的中国，是不是要建造类似于LHC这样的超大型高能物理装置，这已经成为亟需回答的问题。

　　蝌蚪君：“请问中国会建造中国版的大型强子对撞机吗？”

　　张闯：“实际上我们正在设计。你可能知道，因为2012年在LHC上找到了希格斯粒子。当然这不是一个结束，应该是一个开始。"

　　蝌蚪君：“是的。”

　　张闯继续说：“从希格斯粒子本身来说，还有很多讨论。比如说，是不是只有一个希格斯粒子，是不是还有其他的希格斯粒子。对希格斯粒子本身的性质，包括它的耦合，这些都需要仔细研究。”

　　蝌蚪君：“是的。类似于当年北京正负电子对撞机研究丁肇中当年发现的J粒子。”

　　张闯说：“是的， 所以，LHC重新开机，能量提高，它除了继续研究希格斯粒子以外，更多的是它要寻找新粒子——有没有超对称粒子，有没有作为暗物质候选对象的粒子——它主要是做新物理，看看有没有超出标准模型的现象。当然，现在谁也不知道能不能有新的发现。但是，现在LHC只能到14个TeV。那么，我们中国下一步到底怎么办，我们对中国高能物理下一步的发展，讨论了很多遍，开了4次的高能物理战略研讨会和1次的香山会议。那么实际上还在讨论当中。其中一个方案是继续在粲物理这个能区，做一台超高度的正负电子对撞机，称为超级tau-粲工厂，在tau轻子和粲物理（这个还是在轻子对撞领域）领域开展更精确的研究，另外一个方案是我们要到高能量前沿去——做一个周长50公里甚至70公里的环，先做正负电子对撞，每年获取几万个希格斯粒子，成为一个希格斯工厂。”

　　蝌蚪君：“仍然是电子与正电子对撞？”

　　张闯：“是的，但能量提高到120个GeV。120GeV的电子与120GeV正电子对撞，因为我们知道希格斯粒子的能量是125GeV（所以可以撞出一对希格斯粒子来）。”

　　蝌蚪君：“那么，很关键的一个问题是，这么大的一个项目，会把它放在哪里？”

　　张闯：“我们也初步选过地址，现在还在做设计，刚完成了它的初步的概念设计，现在选的是在秦皇岛附近。”

　　蝌蚪君：“秦皇岛附近？那是基于什么考虑？”

　　张闯：“要有那么大的一块土地，这不太可能在北京。秦皇岛离开北京不太远，当地的政府也很支持——希望有国家的大科学装置去。”

　　造中国版的LHC可能是百亿量级

　　这个项目能不能做，其中最主要的是，这个项目的造价是多少？从科学家的角度来说，这个项目是值得做的；从国家的角度来说，因为高能物理本身不会产生直接的经济效益，也不像原子弹与氢弹那样能产生军事效益，因此从国情出发，这个项目到底值得不值得在现在开始上马，可能还需要进一步的仔细论证。

　　蝌蚪君：“现在造中国版的更大LHC要多少钱大概有个数量级吗？”

　　张闯：“这个正在估算当中，大概是百亿量级。中国作为一个世界大国的地位，也是需要有这样一个能够在高能物理的前沿有所贡献的大科学装置。当然，是不是符合我们国家的国情，这个呢还是需要来仔细的研究与讨论的。我们是希望在这个正负电子对撞实验做完以后，再在里面做一个质子对撞的环。这样的话，如果采用20特斯拉的超导磁铁，我们希望在2030年实现电子电子对撞，或许在2040年实现质子束和质子束对撞。那时候我们能实现70个TeV与70个TeV质子束流的对撞。当然，这个还只是我们现在的一个梦想！”

　　采访临近结束，张老师向蝌蚪君表示，他们这一代人赶上了一个好的时代，国家重视发展了高能物理的大科学装置——北京正负电子对撞机。他同时也希望公众，特别是年轻人，关心科学的发展，国家能继续加大在高能物理领域的投入，让我们的梦想成真，在2030年建造起世界上最大的正负电子电子对撞机，在2040年建造起世界上最大的质子质子对撞机——这就是中国版更大的LHC。

　　（来源：蝌蚪五线谱 http://news.kedo.gov.cn/feature/idea/730679.shtml）