本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
1954年，著名物理学家恩里科·费米对未来的粒子加速器做了一个简单但令人沮丧的计算。他估计，要创造出能量为3万亿电子伏特的粒子，你必须建造一个半径为8000公里的环，成本为1700亿美元。这是费米罕见的错误判断。大型强子对撞机在2010年以4公里的环和100亿美元的成本实现了这一能量水平。很大程度上，它的成功归功于字母“C”：LHC让粒子相互碰撞，而不是像费米设想的那样撞击固定目标。如今的磁铁比费米敢于梦想的更强大，这也起到了帮助作用。对于两年前共同宣布希格斯玻色子的LHC物理学家法比奥拉·贾诺蒂来说，这对那些担心她的领域正在达到极限的人来说，是一个具有启发意义的故事。“正确的态度不是放弃并说这是不可能的，”她说。“正确的态度是创新。”
上周，她和她的同事聚集在哥伦比亚大学，回顾LHC的发现并讨论未来。物理学家/博主马特·斯特拉斯勒在他的博客上总结了一些关于希格斯粒子的发现。我个人对所有末日事物都非常着迷，当理论家约翰·埃利斯证实希格斯粒子和已知最重基本粒子顶夸克的质量将宇宙置于灾难性不稳定的边缘时，我感到非常兴奋。在任何时刻，真空都可能衰变为更低的能量状态，改变支配我们宇宙的物理定律——这将是一场存在性的灾难，会消灭所有形式的物质。对此，你的反应应该是：好消息！正如物理学家乔·巴特沃斯昨天在博客中写道，我们生活在混沌边缘的事实可能正在告诉我们一些关于世界如何构建的深刻道理。（此外，物理学家不妨对真空不稳定性进行一番美好的解读，因为如果自我毁灭已经写入了自然法则，那么我们无能为力来拯救自己。）
目前，希格斯粒子仍然是LHC的主要产出。没有奇异粒子或新力被发现——这一零结果让不少物理学家感到不安。我在会议上看到的演讲者承认了他们同事的担忧，但认为现在还为时过早。当LHC明年再次启动时，它的能量将是现在的两倍。如果这仍然不足以释放新的粒子，那么物理学家们正在为更强大的机器制定计划。
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在美国科学资金状况不佳的情况下，现在谈论昂贵的新实验似乎不是一个好时机。但一种“我们能行”的态度正在蔓延。如何在财政紧缩时期建造这些机器是最近完成的一份报告的主题，该报告设定了美国物理学的优先事项，被称为粒子物理项目优先排序小组，或P5。一个指导主题是，美国和任何其他国家都不能再单打独斗。美国应该帮助欧洲人进行计划于2020年左右进行的大型LHC升级，这将使其粒子泵送量提高10倍，从而捕获更罕见的过程。美国应该参与日本正在考虑的国际直线对撞机，该对撞机将于2028年左右启动。反过来，美国应该使其自身的 neutrino 实验室国际化。
物理学家将 LHC v3.0 和 ILC（或类似的装置）视为他们近期发现的必要后续措施。这两台机器都将进行超高精度的测量，以检查希格斯粒子是否在发挥其预期的理论作用。例如，粒子的质量应该与其与希格斯粒子的相互作用强度成正比。任何偏差都可能表明尚未知粒子的阴暗影响。事实上，新粒子很可能首先以这种间接方式暴露自己，就像顶夸克在任何人真正创造出顶夸克之前很久就在已知粒子的行为中显现出来一样。中微子也可能为新物理学提供后门。
在 ILC 之后，物理学规划者进入了一个更梦幻的加速器领域，这些加速器可以抛射能量为 100 TeV 的粒子。实际上，并没有那么梦幻：美国在 20 年前几乎建造了这样一台机器，即超导超级对撞机，所以这完全是可行的。规划者已经开始碰撞首字母缩略词。欧洲核子研究中心似乎已经放弃了 VLHC（“超大型强子对撞机”），转而使用 FCC（“未来环形对撞机”）。中国也在考虑类似的机器，也有自己的缩写词激增（CepC，SppC）。P5 报告称，美国也不应被排除在外。美国有很多时间重新找回状态。该报告建议投资于必要的技术，特别是磁铁。LHC 的磁铁强度为 8 特斯拉。普通超导体可能会提升到 16 特斯拉，这足以从 100 公里的环中获得 100 TeV 的能量。贾诺蒂说，更小的环或更高的能量将需要由高温超导体制成的磁铁。
尼玛·阿卡尼-哈米德一直是 100 TeV 对撞机的最雄辩的支持者之一，我在去年的博客中写过他的想法。在上周会议的小组讨论中，他描述了科学家们可能受到存在的宏大问题的驱动——什么是时空？世界为什么是量子的？——但在实践中，如果他们要取得进展，就必须专注于渐进式的问题。“作为一名专业科学家，一件重要的事情是不要问大问题，”他说。“而是问下一个问题。” 但他说，在完成了标准模型之后，物理学家们已经达到了一个特殊的时刻。他们现在生活在一个下一个问题就是大问题的时代。
法比奥拉·贾诺蒂在 ATLAS 探测器前。ATLAS 实验 (C) 2011 CERN