2012 年在日内瓦附近的欧洲核子研究中心 (CERN) 大型强子对撞机 (LHC) 发现希格斯玻色子，是对标准模型——描述物理学中所有已知粒子和力的框架——的壮观证实。希格斯玻色子的存在最早在 20 世纪 60 年代被预测，是这个谜题的最后一块拼图。然而，从那时起，物理学家们就陷入了困境。科学家们希望在大型强子对撞机上找到的所谓超对称粒子——这些粒子的探测将有助于解决标准模型中长期存在的问题——从未出现。
几十年来，物理学家们一直在谈论一种可以找到这些缺失粒子的对撞机。三年前，一个由国际物理学家和工程师组成的团队完成了它的设计。这个被称为国际直线对撞机 (ILC) 的 31 公里长的加速器，将使电子和正电子在日本北部北上山区的山脉下碰撞，产生物质-反物质湮灭，释放出 2500 亿电子伏特的能量。（稍后的升级将使 ILC 的能量输出翻倍。）日本文部科学省 (MEXT) 预计很快将决定 ILC 是否应该继续进行。我们认为应该继续进行。
标准模型中有一个漏洞，一个 1250 亿电子伏特的希格斯玻色子可以完美地填补这个漏洞。而这正是科学家们在大型强子对撞机上发现的。问题在于，物理学家无法解释为什么希格斯玻色子具有那个质量。（物理学家通常用电子伏特来衡量粒子的质量，这是因为能量和质量是等价的。）事实上，自 20 世纪 80 年代初以来，他们就知道虚拟量子效应应该使希格斯玻色子的质量增加数百万甚至数十亿倍。
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超对称理论 (SUSY) 提供了一个解决方案。它假设物质粒子（如夸克和轻子）与力载体粒子（如光子、胶子以及 W 和 Z 粒子）之间存在潜在联系。它还预测了大量新的伙伴粒子，名称奇特，如超夸克（夸克的伙伴）和希格西诺（希格斯玻色子的伙伴）。这些伙伴粒子与标准模型粒子相互作用，以抵消虚拟量子效应，产生标准模型预测并在大型强子对撞机上观察到的质量。
物理学家们认为，当大型强子对撞机的前身——欧洲核子研究中心的大型电子-正电子对撞机在四分之一个世纪前上线时，他们可能会发现这些超对称伙伴粒子。他们没有发现。当超对称伙伴粒子也未能在更大、更强大的大型强子对撞机中出现时，一些物理学家感到恐慌。
但还有希望。最近的理论研究表明，希格西诺实际上可能正在大型强子对撞机中出现——科学家们只是无法在大型强子对撞机的质子-反质子碰撞产生的粒子混乱中找到它们。
这就是国际直线对撞机将大放异彩的地方。ILC 的碰撞能量明显低于 LHC，但 ILC 的巨大优势在于，与欧洲的同类对撞机不同，它将碰撞电子和正电子。与由夸克和反夸克组成的质子和反质子不同，电子和正电子是真正的基本粒子。它们的碰撞更加整洁，使得任何出现的希格西诺都更容易被探测到。
建造 ILC 至少需要 100 亿美元——大约是建造 LHC 成本的两倍。事实上，ILC 的成本可能对任何一个国家来说都太高了，因此国际参与至关重要。但这是值得的。
理论预测 ILC 应该会产生大量的希格西诺、超轻子（轻子的伙伴）和其他超对称伙伴粒子。如果真是这样，ILC 将证实超对称性，验证物理学家长期以来怀疑一定是正确的亚原子宇宙模型。由于希格西诺可能至少构成宇宙中仍然未被探测到的暗物质的一部分，它也可能有助于解决天体物理学中一个突出的谜团。如果超对称伙伴粒子仍然没有出现，科学仍然会进步，因为高能理论家会将他们的精力集中在其他理论上。无论如何，获得的见解都将加深我们对自然规律的理解——以及它们对宇宙起源和演化的影响。