几十年来,美国科学的重器一直是美国能源部的粒子对撞机,它们通过加速亚原子粒子并将它们撞击在一起来研究物质的本质。费米国家加速器实验室(费米实验室)、斯坦福直线加速器中心(SLAC)和布鲁克海文国家实验室的对撞机已经发现了奇异粒子,如顶夸克,并揭示了暗示新物理定律的现象。但这项伟大的美国事业,像许多其他事业一样,现在正在向海外转移。当欧洲和日本建造新的粒子加速器时,美国正准备在未来几年内关闭其位于费米实验室和SLAC的首要对撞机。布鲁克海文的相对论重离子对撞机(RHIC)的资金非常紧张,以至于如果没有一位纽约亿万富翁筹集到的1300万美元,该实验室今年可能无法完成其全部实验计划。
这个悲伤的故事始于1993年,当时国会取消了耗资110亿美元的超导超级对撞机,它是费米实验室的Tevatron的预期继任者。欧洲核子研究中心(CERN),位于日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室,随后开始建造大型强子对撞机(LHC),它将产生能量是Tevatron七倍的撞击。由于更高的能量可能使研究人员能够发现假设的粒子,如希格斯玻色子,美国物理学家蜂拥而至LHC,预计该对撞机将于明年开始运行。
然而,一些科学家意识到,他们可以继续在美国对撞机上进行实验,以补充LHC的研究。一个小组设计了一种名为BTev的装置,该装置将研究来自Tevatron碰撞中产生的B介子的衰变。BTev采用了如此先进的技术,它本可以胜过LHC上类似的探测器。但去年,能源部取消了BTev。没有这项实验,大多数物理学家认为在LHC上线后没有令人信服的理由继续运行Tevatron。SLAC计划在该实验室在2008年结束其自身的B介子研究时关闭其直线对撞机。国家科学基金会最近取消了一项名为RSVP的实验,该实验本将使用布鲁克海文的加速器来研究在LHC上无法观察到的罕见粒子衰变。
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除了剥夺研究人员潜在的发现外,这些削减还威胁到降低美国的经济竞争力。高能加速器的发展导致了医学和电子学的进步,如果美国停止建造和运行对撞机,美国在该领域的专业知识将会枯萎。此外,尽管美国科学家将参与LHC的研究,但欧洲人将获得该设施的大部分教育益处,这将激励和培训下一代物理学家。为了阻止损害,能源部已经提出了2007年的预算,该预算将恢复RHIC的资金并加强费米实验室的中微子研究。
但美国物理学家渴望在高能前沿工作,他们最后的伟大希望是国际直线对撞机,它将探测LHC揭示的新粒子。该设施的设计、费用和地点尚未确定,但美国应尽一切努力确保其建成,最好是在美国本土。尽管该项目的价格标签最终可能与超导超级对撞机相媲美,但不进行科学研究的代价甚至会更高。