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美國超級對撞機爛尾,10億美元打水漂不說,還把中國也給坑了?

2024-03-09科學

在三體小說中, 三體人為了阻礙人類文明進步 遠端操控質子妨礙人類粒子對撞機實驗, 從而隔絕人類對於微觀世界的探索。

我們會很好奇,這種粒子對撞機究竟是什麽?它在現實中真的存在嗎?

其實, 粒子對撞機是真實存在的, 並且歐洲已經建成世界上最大的粒子加速器, 工程耗資54億美元。

美國也曾計劃建造一個超級粒子對撞機, 但是 因為各種原因爛尾, 前期10億美元的投入打水漂!

何為粒子對撞機

首先我們來了解一下什麽是粒子對撞機,你就知道為何歐洲會花費50多億美元去搞這樣一套裝置。

在我們生活的世界主要分為宏觀世界和微觀世界,微觀世界的代名詞包括我們常說的 質子、原子 等等。

然而,想要研究微觀世界並不簡單,因為 微觀粒子不僅很小,而且難以分開, 不利於科學研究。

這個時候就需要粒子對撞機發揮作用,它可以透過同步加速器使得粒子累積能量並進行加速。

當粒子和粒子碰撞的時候,會產生極其強大的交互作用反應率,讓人們能夠更加輕松測量微觀粒子的一些特性等等。

而粒子對撞機產生的能量大小,直接決定著粒子在碰撞之後產生的特性, 越是大型的粒子對撞機,對於研究越有幫助。

【粒子對撞實驗概念】

歐洲粒子對撞機 簡稱LHC, 它並不能算是超級粒子對撞機,霍金曾預言, 以LHC產生的能量,並不足以發現希格斯玻色子。

不過,迄今為止LHC也創下了很多記錄,比如說在此前,歐洲曾將粒子加速器的功率開到最大,使得兩顆微觀粒子以光速膨脹,由此 制造出了人造版的宇宙大霹靂

以宇宙大霹靂理論角度來說,如今人類生活的世界是從一顆極小的點開始的,從人類對於粒子碰撞的實驗來看,是否意味著我們的宇宙是從兩個人類還未發現的極小粒子碰撞開始的呢?

當然,這還需要更多的證據去驗證,如果說未來人類能夠研發出足夠大的粒子對撞機,說不定能解開這一謎題。

美國的超級粒子對撞機

美國也曾計劃建造過一台粒子對撞機, 計劃投資總額超過80億美元 (90年代的物價),這台粒子對撞機簡稱 SSC。

美國最初的目的很簡單,就是試圖將兩個質子加速到光速,以觀察它們在碰撞之後究竟會發生什麽。

SSC一共將建造三段助推器,長度共計是22公裏,在助推器前方是一段長達87公裏的對撞環節,按照這個長度計算,SSC的總長度在200公裏以上。

1993年,SSC首次開工,僅僅一年的時間, 美國就挖了23公裏的地下隧道

從計畫計劃展開到不斷實施的過程當中,SSC計畫獲得了 全球200多個研究機構以及2000多個科學家的支持。

對於這樣一項也許會造福人類的計畫,我們自然願意參加,並且在過程當中給美國提供了 大約5000萬美元的資金以及一批科學前沿人才。

甚至,SSC還得到了雷根、布希、柯林頓三位總統的支持,7位諾貝爾獎得主表示願意「全力支持」。

當絕大部份人都認為,SSC計畫會順利進行下去的時候, 美國這邊卻宣布它即將破產。

破產的原因也很簡單,當時的美國發現, SSC計畫的支出太高,進展相對來說滯後。

根據相關計畫的預算,前期的成本開支約為40億美元,但是在工程進展一部份之後,總投資額預算卻由原來的80多億美元增長到了93億美元。

這並不是最可怕的,要知道SSC計畫的 進度只有不到10%, 按照這個速度增長下去,未來的投資就是一個無底洞。

【長期投資】

有人甚至認為,當SSC計畫進展到50%左右, 總預算經費甚至會增長到150億美元以上。

如此一來,SSC計畫的存在無疑是占用了美國其他科研領域的資源,在計畫解體之後,成為一些大型高級計畫的犧牲品。

破產原因

當然,SSC這樣的超級計畫破產的原因肯定不止這一個,美國這邊希望能夠透過全球力量建造一座超級粒子對撞機。

但是美國本身又 不願意和其他國家分享技術利益和工作的機會 ,他們僅僅想要其他國家的投資,因此在對外方面非常保守,以至於計畫難以得到足夠的外在資金支持。

再有就是,SSC的投資周期很長,在未來的很多年內都難以產生讓投資者足夠滿意的利益。

因為粒子對撞實驗本身是無法產生任何收益的,但是在過程當中卻需要耗費巨量資金。

只有在研究成功被廣泛認可,並且公之於眾之後,才會考慮商業化問題,在此期間都是「為愛發電」, 精明的資本家不願意做這樣長久且高風險的買賣。

不管怎麽說,美國SSC計畫下馬,從某種意義上來說也坑了中國一把—— 當初中國在相關計畫中的投資也打了水漂。美國更是直接虧損了10億美元。

在此後,美國開始對SSC進行善後工作,部份裝置和土地被拍賣,其中線性裝置賣了40萬美元,中心實驗裝置賣了1000萬美元。

當初的 一些實驗投資也被用於加強和歐洲的合作研 究,從此沒有後續……

參考資料:

【1】戴建平,古荒. 夢想與幻滅:超導超級對撞機的曲折命運.【CNKI;WanFang】,2005

【2】余運佳. 美國超導超級對撞機概況.【電工電能新技術】,1993

【3】王英才. 美國為建造超導超級對撞機而努力.【全球科技經濟瞭望】,1988

【4】胡清林. 諾貝爾獎金獲得者要求盡快建成超導超級對撞機.【CNKI】,1988