新一代粒子對撞機將比 LHC 大型強子對撞機大三倍

位於瑞士的大型強子對撞機（Large Hadron Collider，LHC）在粒子加速領域仍有很多未完成的工作，但是科學家們已經開始著手設計它的「繼承人」，一個比目前強子對撞機大三倍、威力大七倍的新一代粒子對撞機。

設計及製造下一代強子對撞機預計將需要數十年的時間，正因此，上週 500 多個來自世界各地的科學家聚首德國柏林，期望及早展開準備工作，研究及討論下一代的粒子對撞機——未來圓形對撞機（Future Circular Collider，FCC）的設計。

未來的圓形對撞機

目前 LHC 大型強子對撞機的環形隧道長 27 公里，而未來圓形對撞機的長度將介乎 80 至 100 公里之間，將興建於法國瑞士兩國邊境。

使用雙倍強度磁體設計，科學家預計，對撞機將能以 100 兆電子伏特的強度使粒子束對撞——大約等同 1000 萬次閃電產生的粒子加速水平。

科學家希望，這額外的能量能讓研究人員發現比希格斯玻色子更重的隱藏粒子。另外，研究人員表示，下一代強子對撞機還可以幫助我們開發更多的防輻射材料，能夠用於核反應爐和電力網絡。

值得期待的科學發現

正在研究下一代粒子對撞機的團隊希望明年能完成首個計劃提案，但有鑒於上一代強子對撞機由設計至建造完畢總共花了 30 年的時間，我們可能要等待 20 年的時間才能見證未來強子對撞機首次啟動的歷史性時刻。

負責 FCC 計劃的物理學家邁克爾·本尼迪克特（Michael Benedikt）希望，下一代強子對撞機能幫助我們更深入地觀察宇宙的規律：「當研究星系的運動時，我們只能理解和解釋我們所觀察到大約 5％ 的東西。」

「但是有一些問題，比如暗物質的存在，我們可以期待未來的發現來解釋。星系和恒星並未按照目前理論預期的方式運動，唯一的解釋是，必定有某些物質的存在，扭曲了它們的運動。」

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任務尚未完成

不過，雖然科學家已開始設計它的「接班人」，目前強子對撞機的任務尚未完成。歐洲核子研究組織表示，這大型粒子加速器直至 2035 年仍會繼續進行更多的物理實驗。

大型強子對撞機預計將於未來十年進行升級，提高粒子碰撞的速率、進一步提高其精確度並更名為高亮度大型強子對撞機（HL-LHC）。