观察者网

欧洲核子研究中心为新型对撞机制作营销视频,里面满是谎言

2019-01-10 07:45:16

法兰克福高级研究所研究员理论物理学家Sabine Hossenfelder近日发文称:欧洲核子研究中心为新型对撞机制作营销视频,里面满是谎言。

这位物理学家说,“我并不反对建造更大的对撞机。比我们之前探测能量更高的粒子对撞机是探索新物理最清洁、最可靠的方法。但我强烈反对误导公众,让他们相信这种代价昂贵的实验的前景。目前,对于普朗克能量以下的任何能量,我们都没有可靠的新物理学预测。下一个更大的对撞机可能不会发现什么东西。这可能令人沮丧,但这是事实”。

(欧盟核子研究中心新型对撞机营销视频)

下文为她的文章内容:

大型强子对撞机(LHC)刚刚完成了它的第二次运行。除了一些异常,数据中没有什么新的东西。在希格斯-玻色子(Higgs-boson)被发现之后,无论是在大型强子对撞机里还是在更高的能量下,我们也没很好的理由应该在对撞机中找到别的东西,直到比我们现在所能达到的能量要高15个数量级的时候。

当然,不管有没有合理的理由,这可能有一些东西。在你看见之前,你永远不会知道。因此,粒子物理学家正在游说下一个更大的对撞机。

提议已经流传了一段时间。

就像日本人喜欢用20-30英里长的直线对撞机来撞击电子和正电子这样的想法,这机器初步命名为国际直线对撞机(ILC)。负责拟定该提案的委员会似乎感觉到日本科技部将对这个项目持悲观态度。

几年前,中国人表示有兴趣建造一个周长50英里的环状正负电子对撞机(CEPC)。Nima Arkani-Hamed非常支持这种选择,这个对撞机也被称为Nimatron。中国制定科技创新的五年计划,CEPC显然没法在2016-2020年的计划中完成。

与此同时,欧洲核子研究中心也有自己的(建造)计划,这是一台被称为未来环形对撞机(FCC)的机器。目前正在讨论三种不同的变体,这依据碰撞是否在强子(FCC-hh)、电子位置(FCC-ee)或两者混合物(FCC-he)之间。FCC-hh计划现在是一研究课题,这个课题将在一个400万欧元的欧盟项目中进行(这个项目就附带了上面的营销视频)。

这个视频宣称FCC是“世界上最大的科学仪器”,将解决以下问题:

宇宙的96%是由什么组成?

这大概指96%是由暗物质和暗能量组成的。虽然暗物质可能是由重粒子构成,而FCC可以产生这样的重粒子。但暗能量并非如此,粒子对撞机不探测暗能量。暗能量是一种低能量、长距离现象,与高能物理完全相反。FCC将可靠地调查另外4%,和我们过去50年调查的4%相同。

暗物质是什么?

我们已经做了几十个实验来寻找暗物质粒子,但没有任何东西被看见。我们可能会走运,FCC将会产生符合要求的粒子,但没人知道这将是什么情况。

为什么不再发现反物质?

因为如果有的话,你就不会在这问这个问题了。大概这一项是指重子(Baryon)不对称。这是一个可能没有答案的微调(Fine-tuning)问题。即使有,FCC可能也不会回答。

宇宙是如何开始的?

FCC不会告诉我们宇宙是如何开始的。大离子碰撞产生小团夸克胶子等离子体,这种等离子体几乎肯定也存在于早期的宇宙中。但FCC所能产生的物质具有的密度比在宇宙初期的这种密度低70个数量级。即使是这一块等离子体也会发现自己在FCC中的处境比在早期宇宙中遇到的情况大不相同,因为在对撞机中它会膨胀到真空中,但在早期宇宙中,等离子体填满整个宇宙而空间膨胀。

在附带的网站上,我进一步了解到FCC“是一个大胆的跳跃,进入了一个完全未知的领域,它将探索......令人困惑的大量的中微子(Neutrino)”。

在标准模型中,中微子质量是一个问题,因为要么你需要从未被见过的右手中微子,要么因为中微子不同于其他费米子(Fermion),它们是“马约拉纳粒子(Majorana-particles)”。

后一种情况,你不会在粒子对撞机中发现,但在其他实验中可以发现。对于前一种情况,在普朗克尺度下最简单的模型拥有大量的右手中微子,因此FCC绝不可能看到它们。你当然可以建立模型,其中质量处于较低的能量并且恰好落在FCC范围内。我相信你能行。粒子物理学家可以胡乱地拼凑模型来预测一切,这就是为什么我不相信他们的预测。尽管,FCC也不是不可能找到什么东西,但没有很好的理由说明为什么会这样。

我并不反对建造更大的对撞机。比我们之前探测能量更高的粒子对撞机是探索新物理最清洁、最可靠的方法。但我强烈反对误导公众,让他们相信这种代价昂贵的实验的前景。目前,对于普朗克能量以下的任何能量,我们都没有可靠的新物理学预测。下一个更大的对撞机可能不会发现什么东西。这可能令人沮丧,但这是事实。

(翻译:程小康)

本文系观察者网独家稿件,未经授权,不得转载。

萨拜因·霍森菲尔德

萨拜因·霍森菲尔德

德国法兰克福高等研究所理论物理学家

分享到
来源:观察者网 | 责任编辑:程小康
作者最近文章
欧洲对撞机营销玩得溜啊,制作视频误导公众
为什么物理学基础研究停滞不前?
风闻·24小时最热
网友推荐最新闻
相关推荐
切换网页版
下载观察者App
tocomment gotop