下一代大型粒子对撞机的前景尚不明朗。
3月7日，日本官员宣布他们有兴趣主办一项名为国际线性对撞机 (ILC) 的物理实验，但他们不会承诺该计划，并正在寻求国际合作伙伴来帮助资助该项目。 ILC 是目前在欧洲运行的大型强子对撞机 (LHC) 的后继者，它将把电子及其反物质对应物碰撞在一起，以期找到新的粒子或力来解释一些最深层的宇宙谜团。
在国际未来加速器委员会的一次会议上，日本政府文部科学省 (MEXT) 的一位代表宣布，日本将寻求与其他国家开始正式会谈，以分担该项目预计的 70 亿美元成本。 如果找到愿意合作的伙伴，日本可能会在 2020 年承诺主办该加速器。
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该声明发布于关键的欧洲粒子物理战略更新前几个月，欧洲物理学家在该过程中决定优先资助哪些项目。“日本的决定……令人鼓舞，”费米实验室国家加速器实验室的物理学家 Pushpa Bhat 说。* 但其他研究人员担心，推迟正式决定将削弱国际支持，并被解读为“有效的‘不’”，正如牛津大学物理学家 Ryan Bodenstein 在 Twitter 上所说。
ILC 将建立在 LHC 的发现之上，尤其是其最著名的发现——长期寻求的希格斯玻色子的发现。 位于欧洲粒子物理实验室 CERN 的 LHC 物理学家在 2012 年宣布，他们发现了这个粒子，该粒子在半个世纪前就被预测到了。 发现希格斯玻色子有助于巩固物理学家描述构成我们宇宙的粒子和力的最佳理论，称为标准模型。 然而，物理学家希望 LHC 能够超越该模型，并帮助回答该理论未解决的问题，例如构成超过可见物质 5 比 1 的“暗物质”是什么，或者宇宙是否包含所谓的超对称伙伴粒子，与宇宙中已知的粒子种类相对应。 到目前为止，LHC 在这些难题上一直未能取得突破，因此科学家们想要进行下一代实验。
到 2013 年，一个由数百名物理学家组成的合作组织开始支持一项新的线性对撞机计划：ILC。 与在穿越法国和瑞士的 LHC 长达 17 英里的地下环形隧道内环绕的质子不同，在 ILC 中碰撞的粒子将是电子及其反物质对应物正电子，它们将沿直线传播。 电子将从数英里长隧道的一端加速，正电子将从另一端加速——两者将在中间迎头相撞。 这些电子-正电子碰撞被认为是“干净的”，因为这两种粒子都是基本粒子——它们不是由任何其他物质组成的，因此物理学家可以轻松识别出它们碰撞时产生的物质。 另一方面，质子是由其他粒子组成的——胶子和夸克——因此，尽管 LHC 可以产生希格斯玻色子，但质子-质子碰撞产生的混乱使得很难看到希格斯粒子产生后会发生什么。
希格斯玻色子与所谓的希格斯场有关，理论认为希格斯场弥漫在整个空间中，赋予其他基本粒子质量。“它是将一切事物凝聚在一起的粒子，”线性对撞机合作组织副主任、加州大学伯克利分校的理论物理学家村山齐说。 一些物理学家希望希格斯玻色子能够指出解决宇宙中一些未解之谜的答案。 例如，如果希格斯玻色子像赋予可见物质对应物质量一样赋予暗物质粒子质量，那么物理学家应该能够看到希格斯玻色子衰变为不可见的暗物质粒子。 这样的观察最终可能会揭示这些难以捉摸的粒子是什么。
自提出以来，ILC 一直在接受日本科学委员会的审查，该委员会是一个由多个学科的科学家组成的咨询小组。 去年 12 月，该小组发布了一份报告，承认 ILC 的潜力，但认为科学依据“不足以证明日本预计承担的巨额项目成本的主要部分是合理的”。
对于日本来说，主办 ILC 不仅取决于从国际合作伙伴那里获得资金，还取决于缓解国内的担忧。 作为 2020 年正式批准的途径的一部分，ILC 需要获得 SCJ 的批准。“从根本上说，人们担心像 [ILC] 这样的大型项目最终会损害其他学科的资源，”村山说。 为了使 ILC 更容易为 SCJ 的其他领域的科学家所接受，一些政治家提议使用传统科学预算之外的资金，这样 ILC 就不会削减其他研究的经费。 另一个问题是日本的债务——接近 11 万亿美元，约为其 GDP 的两倍。
尽管存在这些挑战，但据村山称，该国国会中约有 40% 的立法者支持 ILC。 日本经济团体联合会（一个由 1,300 家主要公司组成的联合组织）也发布了一份声明，表示支持 ILC。
除了对科学的推动作用外，ILC 还将有助于巩固日本作为粒子物理学领导者的地位，并将为计划中的选址所在地岩手县（日本东北部的一个农村地区）周围的社区带来利益。 该地区的地质对像 ILC 这样的精密机器很有吸引力：稳定的花岗岩基岩和附近没有断层线意味着它将在一定程度上免受地震的影响。“日本东北部是 2011 年地震和海啸中受灾最严重的地区，此后我们一直努力重建该地区，”岩手县科学办公室执行主任佐佐木淳说。 ILC 将为该地区带来就业机会并促进工业发展，这可能是该县持续复苏的关键。
目前，现在说岩手县起伏平缓的农田是否会成为粒子物理学的圣地还为时过早。
*编者注（2019 年 3 月 11 日）：本故事的早期版本包含物理学家 JoAnne Hewett 的引述，该引述错误地陈述了她对日本决定的立场。 我们引用她的话说，该决定是“向前迈出的积极一步”，但她认为是 ILC 实验本身是积极的一步。