還好聽楊振寧的沒有建造1000多億的對撞機,新技術或出現新突破!

去年鬧得沸沸揚揚的一場“對撞機之戰”相信大家還記得,以王貽芳院士為首的一群科學家,都支持我們國家獨立建設屬於我們自己的,周長100公里的環形正負電子對撞機,這個就是CEPC項目,預計總投資至少為200億美元。

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但是這個計劃被很多科學家所反對,而其中的領頭者,就是如今世界上現存的最偉大的物理學家楊振寧。楊老認為,如今高能物理領域的“盛宴已過”。不僅如此,楊老更是提出了7大理由進行反駁,其中最後一條理由就是:我們應該從其他方向去尋找高能物理的突破方向,而不是一味地去將加速器建的更大。

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不僅如此,其實美國也有自己的加速器項目,但是他們在已經投入了20億美元的時候,卻臨時永久性叫停了這個項目。為了避免這個項目死灰復燃,國會甚至還額外花費一筆錢將已經挖好的坑道填埋了。最終,我國的對撞機項目還是以一票之差沒有通過,楊老以接近100歲的高齡在我國的科研領域發光發熱。

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這不,事情還沒過去一年,楊老的最後一個理由,就出現了可能的突破轉機。美國羅徹斯特大學在《物理評論快報》上發表了一篇論文,這篇論文聲稱他們的研究團隊發現了一項全新的技術,可以依靠激光脈衝對電子進行加速的技術。

這意味著,如果採用這個技術,傳統的加速器體積就可以縮小10000倍。以往需要幾十上百平方公里的加速器,現在只需要一個房間大小的地方就能夠將電子加速到Tev的能量級別。科學家們估計,在可預測的未來,這將能幫助我們研究希格斯玻色子,甚至在更加遙遠的未來,還能幫助我們探索弦理論中額外維度和其它新粒子的存在,幫助實現愛因斯坦夢寐以求的宇宙大統一理論。

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這種加速器又叫做“激光尾場加速器”,當然,這個技術目前還處於研究階段,並不成熟,但最初的理論是上世紀80年代提出的,距今已經有約40年了。2018年的時候,在諾貝爾獎得主唐娜斯特里克蘭和熱拉爾·穆魯開發的啁啾脈波放大技術上得到了推動。

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和最初的尾場加速器理論有所不同,羅徹斯特大學的科研人員開發了一種全新的光學裝置,這種裝置具有像“臺階”一樣的波長尺度,當激光用大功率照射時,臺階差異會導致出現時間延遲,從而聚焦出一條高強度的線,而不是傳統光學裝置的聚焦一點。當這個超短、高強度的光脈衝進入等離子體時,會產生類似摩托艇後面波浪一樣的尾場,而電子可以像衝浪者一樣在激光尾場中加速。

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以往的時候,科學家們發現激光加速器發射的是一些無條理的脈衝,其傳播速度比連續的光慢,電子在這個過程中會脫離尾場,無法持續加速。而這款使用新技術塑造的光脈衝卻沒有這個缺點,電子可以無限期地處於尾場中,並不斷獲得加速。一般來說,只需要一個4.5米長度的激光尾場加速器,就能夠把電子能量加速到TeV級別。

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該科研團隊的一員,資深科學家達斯汀·弗洛拉認為,這項技術在成熟後,就可以將電子的速度加速到現有的大型加速器都無法做到的程度。這也恰好從側面證明了楊振寧的說法是正確的,我們可以衝別的角度出發去攻克高能物理,不要被思維限定,一味地去追求加速器的大。

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時代在進步,技術在進步,思想也要進步,科研並不是只有一條路,也不是一定要走別人的路。隨著這個技術的發展成熟,也許真的有一天們我們就能花費很小的代價做到現在天價才能做到的是。這種激光脈衝加速器到底會發展到什麼程度呢?就讓我們拭目以待吧。


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