日本為承建「國際直線對撞機」犯愁
2020/07/20
新一代加速器「國際直線對撞機(International Linear Collider,ILC)」被期待用於揭開宇宙之謎。圍繞這一對撞機,歐美要求在日本建設的呼聲正在高漲。面對在有可能推動技術主導權的尖端科學領域提高存在感的中國,歐美缺乏強有力的計劃,正在加深危機感。日本政府擔憂資金負擔,並未明確表態,但需要做出決斷的日子也迫在眉睫。
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ILC將大量産生希格斯玻色子,揭開宇宙之謎(建成預想圖)(圖由Rey.Hori/KEK提供) |
ILC是被稱為「希格斯粒子工廠」(Higgs Factory)的新一代加速器,其重要作用是大量産生和詳細探索成為諾貝爾獎對象的希格斯玻色子。ILC可以使帶負電荷的電子和帶正電荷的正電子以接近光的高速撞擊,重現接近宇宙起源時期的狀態,並産生希格斯玻色子。
「如果ILC及時實現,希望攜手採取行動」,6月19日在歐洲核子研究組織(CERN)理事會會議上獲批的新歐洲粒子物理戰略這樣寫道。另一方面,戰略中並未提及歐洲自主討論的同樣的加速器「CLIC(緊湊型直線對撞機)」。
關於ILC,以日美歐為中心,全球物理學家攜手製定計劃,建議在日本北上山地的地下建設。不過,由於擔憂被認為整體達到約8千億日元的費用,日本和歐洲部分國家的政府一直對建設持慎重態度。
美國沒有自主的建設計劃
對於ILC的建設,美國比歐洲顯示出更為積極的態度。2019年11月,在日本仙台市召開的ILC相關國際會議上,美國國務院的相關人員表示,「對於日本建設作為主要粒子物理學設施的ILC,有準備對合作機構給予支援」。相關人士表示,2月美國國務院副國務卿給日本外相茂木敏充寫信,表示強烈支援ILC計劃。美國顯示出包括資金在內為ILC建設提供協助的態度。這成為日本推進建設的強有力的「掩護射擊」。
背景是對在基礎科學領域也在迅速崛起的中國的警惕感。中國計劃自主建設被稱為「環形正負電子對撞機(CEPC)」的希格斯粒子工廠。與ILC的目標相同,力爭2035年前後投入運作。美國沒有自主的建設計劃,如果日美歐共同的ILC建設無法推進,將落後於中國。
全球物理學家之所以重視「希格斯粒子工廠」,是因為對於今後的物理學來説,希格斯玻色子的研究不可或缺。希格斯玻色子於2012年被發現,但以現有的加速器難以大量生産,所以並未了解其詳細性質。如果弄清希格斯玻色子的詳細性質,宇宙正呈現何種狀態將變得清晰。
重要性不僅限於純粹的科學研究。加速器是超導技術、極高真空技術、探測粒子的精密探測器與分析數據的IT技術等尖端技術的集合體。歐洲核子研究組織因開發出世界最早的網際網路而有名,超高真空技術則對於尖端半導體製造等至關重要。如果在「希格斯粒子工廠」上落後,將來有可能在廣泛的尖端産業失去主導權。
守住一流國家地位的試金石
成為建設候選地的日本的政府仍未明確承建ILC的態度。如果實際啟動建設,與美歐相比,有可能承擔更多費用。1月日本科學技術相竹本直一在內閣會議後的記者會上表示「應積極展開討論」,但並未宣佈承建ILC。
日本高能加速器研究機構(KEK)等日美歐的研究機構為推進ILC的建設準備工作,力爭到2021年下半年設立相關研究所。目的是作為決定建設的前階段,展開建設資金分擔等政府間磋商所需的資料準備和最終技術討論。
ILC建設還是日本能否維持科學一流國家地位的試金石。日本是否能獲得國民的理解,同意設立準備研究所?在此基礎上,能否啟動決定費用分擔等的政府間談判?這些或將成為當前的焦點。
日本經濟新聞(中文版:日經中文網)編輯委員 小玉祥司
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