费米实验室的惨败

最后一刻的预算削减震惊了美国物理学家

近年来,美国国家实验室为粒子物理学制定了一项雄心勃勃的研究议程。伊利诺伊州巴塔维亚的费米国家加速器实验室约有 170 名科学家和工程师一直在为国际线性对撞机 (ILC) 开发设计和技术,这台拟议中的机器将通过将电子撞击到其反物质对应物中来探索高能物理的前沿领域[参见巴里·巴里什、尼古拉斯·沃克和山本均的“建造下一代对撞机”;《大众科学》,2008 年 2 月]。费米实验室的另外 80 名研究人员一直在最终确定 NOvA 的计划,这是一个位于明尼苏达州北部的巨型探测器,可以回答关于中微子的基本问题,中微子是一种无处不在但又令人恼火的难以捉摸的粒子。但在 2007 年 12 月 17 日(科学家们迅速称之为“黑色星期一”的日子),国会意外地大幅削减了 ILC 和 NOvA 的资金,使美国物理学的整个未来陷入疑问。

削减开支如此具有破坏性的原因是,乔治·W·布什总统和国会早些时候在 2007 年承诺大幅增加物理科学的预算。然而,为了赶在 2008 年的支出法案中削减足够的资金以避免总统否决,立法领导人从美国能源部的高能物理资金中削减了 8800 万美元。费米实验室 2008 年的预算突然从 3.72 亿美元缩减至 3.2 亿美元。除了针对 ILC 和 NOvA 之外,国会还取消了美国对 ITER 的 1.6 亿美元捐款,ITER 是一个旨在建造实验性聚变反应堆的国际项目。

费米实验室主任皮尔·奥多内宣布,该实验室将需要解雇 200 名员工,约占其员工总数的 10%,并且剩余的研究人员每月将不得不休两天无薪假。这些措施将使该实验室能够继续运行 Tevatron,其非常成功的质子-反质子对撞机,该对撞机目前正在竞相寻找新粒子和额外维度的证据,然后更强大的欧洲加速器大型强子对撞机 (LHC) 将在今年晚些时候开始运行。但是,ILC 和 NOvA 预计将成为 Tevatron 关闭后费米实验室的主要研究重点(Tevatron 计划于 2010 年关闭),而现在这些项目的研究人员必须被分配到不同的工作或被解雇。“最大的影响是对实验室的未来,”奥多内说。“我们现在没有能力发展我们的未来。”


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设想的未来中很重要的一部分是拟议的 ILC,这是一个 31 公里长的设施,能够详细描述 Tevatron 或 LHC 发现的任何新粒子的特性。美国物理学家在开发对撞机的国际努力中发挥了主导作用,但突然的资金削减降低了该机器在美国本土建造的可能性。“ILC 将向前发展,但美国将落后,”对撞机全球设计工作的负责人巴里·巴里什说。该项目预计将产生技术进步,这些进步可能使医疗加速器和材料科学受益,巴里什表示,如果美国对 ILC 的支持没有恢复,美国在这些领域的竞争力可能会下降。

NOvA 项目比 ILC 进展更远;事实上,在宣布削减资金之前,项目经理计划今年春天升级通往明尼苏达州站点的道路,以便他们可以开始运送巨型中微子探测器的建筑材料,该探测器完成后将重达 15,000 吨。中微子有三种味道——电子中微子、μ 子中微子和 τ 子中微子——粒子不断地从一种味道振荡到另一种味道;NOvA 探测器旨在测量在费米实验室产生的 μ 子中微子在到达明尼苏达州北部时有多少转化为电子中微子。结果可能会揭示一个长期存在的谜团的答案:为什么物质而不是反物质主导着我们的宇宙。

尽管 NOvA 尚未被取消,但暂停供资可能会导致其一些科学家放弃这项工作。“问题是,你是否可以将一个项目搁置一年,然后再次启动它,”印第安纳大学的 NOvA 发言人马克·梅西耶说。“这发出的信号是,‘去其他地方做你的研究吧。’”

分担痛苦
费米实验室并不是唯一一家因最近的预算削减而遭受重创的物理设施。国会
还取消了斯坦福线性加速器中心 (SLAC) 2008 年的资金,该中心与费米实验室合作规划国际线性对撞机。削减开支将迫使 SLAC 解雇 125 名员工,并提前结束其 BaBar 实验(也称为 B 工厂),该实验正在寻找短寿命粒子(称为 B 介子)衰变中电荷和宇称对称性的破坏。

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