中科院高能所阮曼奇:不同意葛院士反对建大加速器的论据

泰山广播电视网 申铖 2019-06-13 08:45:54
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  中科院高能所研究员阮曼奇对葛墨林院士隔空喊话—— “葛院士反对建大加速器的论据,我不同意”

  科学论争

  本报记者 李大庆

  日前,科技日报刊登了对南开大学葛墨林院士的专访《“中国不应建大加速器”》(下称《葛文》),葛院士表明了反对中国建造大型环形对撞机的立场。中科院高能物理所研究员阮曼奇对科技日报记者说:葛院士的论述中存在一些事实性的错误和值得商榷的观点。  

  阮曼奇2008年获清华大学及巴黎十一大学粒子物理博士学位。其后在欧洲进行粒子物理和大型对撞机的研究。2013年返回中科院高能所,负责大型环形正负电子对撞机的模拟和探测器设计研究。

  问:葛院士的论述中有事实性的错误吗?

  答:是的。葛院士在专访中说:加速器的核心技术是强磁场。欧洲的大型强子对撞机(LHC)能够建成是因为欧洲有这种磁场技术;而国内的超导磁场技术做不出这种强磁场,造出环形正负电子对撞机(CEPC)所需的强磁场还需要理论、材料上的突破。

  其实,中国的CEPC并不需要欧洲LHC那种(低温超导)强磁场技术,使用低场、常规电磁铁即可。LHC采用了80000高斯的强磁场、以确保在27公里周长的主环中可以约束住能量为7TeV的质子束流。CEPC的周长增加了近4倍,而其束流能量(120 GeV)却只有LHC的约1/60。因为环形对撞机上需要的偏转磁场强度是和带电粒子能量成正比的,但却和轨道半径成反比。

  因此,中国CEPC主环偏转磁铁磁场强度只有LHC上的1/200,约为300—400高斯。这在去年发布的《CEPC概念设计报告》中已有说明。此外,北京正负电子对撞机上的偏转磁铁强度大约在2000—8000高斯,而且早就实现了量产。

  即使未来CEPC可能升级到超级质子对撞机,需要200000高斯的强磁体技术,我们也有应对。中科院电工研究所与高能所合作,研制出基于多芯铁基超导线材的高场内插超导线圈,为性能更高、制作工艺简单的下一代高场超导磁体技术开创了一条可行的新路径。

  问:就这一点事实性的错误吗?

  答:还有。葛院士指出中国CEPC的造价估算中不包括基建费用。事实上,在目前360亿元的CEPC造价估算中,已经计入了30%的隧道和土建费用。所有由正式渠道公布的CEPC造价都包括了隧道和土建的费用。葛院士说日本政府刚宣布砍掉国际超高能直线对撞机中心(ILC)项目。其实,ILC并未下马,只是对是否承建ILC,日本政府延期做出决定。

  问:您认为《葛文》中有些观点值得商榷?

  答:是的。葛院士认为可以通过宇宙射线发现高能区的新物理,并举出“悟空”卫星发现的1.4TeV的例子加以佐证。

  的确,宇宙射线在粒子物理发展的早期起到了重要作用。通过高空气球等探测方式,人们发现了缪子以及一系列强子。宇宙线实验不需要建立昂贵的对撞机,只需要守株待兔地等待物理信号,但它无法准确控制物理信号的产生,同时存在着信号事例数低以及信噪比难以控制等局限。

  随着加速器技术的不断进步,宇宙射线实验已不再是粒子物理研究最有效的实验方法。半个世纪以来,粒子物理的绝大部分进展,无论是新粒子的发现还是标准模型的确立,都是通过加速器实验实现的。而葛院士提到的“悟空”卫星观测到的1.4TeV的新粒子迹象,到目前为止还未被任何其他实验所证实。国际上CALET合作组在2018年发表文章明确指出:“并未在1.4TeV附近发现明显的窄峰”。这和“悟空”卫星的观测结果完全不同。

  问:还有什么葛院士的观点您不能同意?