大型環形對撞機：中國CEPC“對撞”歐洲FCC

　　2月14日18時，王貽芳院士登上了飛往美國華盛頓的航班。他是要參加美國科學促進會年會,并在大型科學研究設施的全球合作分會上，介紹中國科學家的觀點。全球化不僅在經濟領域，在科學研究上也很重要，特別是在大型科學研究設施上。

　　作為中科院高能物理所所長，王貽芳是大型環形正負電子對撞機（CEPC）的主要提出者和推動者。當國內還在質疑這樣的大型環形對撞機在科學上是否必要、300億元的預算是否太高、工程的技術方案是否可行時，歐洲核子研究中心（以下簡稱歐核）在春節前夕公布了他們的未來環形對撞機（FCC）的《概念設計報告》，計劃投巨資分兩步建設下一代的超級對撞機。

　　2012年，中國高能物理學家提出了CEPC計劃。然而，計劃甫一提出，就在科學界掀起軒然大波。支持者主張超級對撞機是中國高能物理學的一個重大歷史機遇，一個能夠領跑世界的機會；反對者認為建超級對撞機耗資巨大，性價比不高，在國家科研經費投入總體相對穩定的情況下，這樣的工程將會擠占其它研究的份額。

　　去年11月14日，有上千名世界各國科學家參與的、用時6年的中國CEPC《概念設計報告》完成。

　　對比中歐方案，可以發現，歐核的FCC與中國的CEPC大同小異：都是周長100公里，都走先電子對撞后質子加速的技術路線。當然，兩者的造價不一樣，中國的全部費用約為歐核費用的一半左右。中國CEPC的一期工程計劃2030年完成，二期工程計劃2040年完成；而歐核的FCC一期工程計劃在2040年前后完成，二期計劃能在2050年代后期投入使用。前后相差基本都是10年。

　　王貽芳在接受科技日報記者獨家專訪時說，在工作模式上，歐核的FCC是從低能到高能逐漸增加，而中國的CEPC則可以做到高能低能隨時切換。“我覺得CEPC的工作模式更好一些，可以根據不同的科學目標，靈活選擇不同的工作模式。而FCC的工作模式卻是固定的。”

　　王貽芳認為，到目前為止，我們還沒有與其他國家和地區在最熱門和關鍵的大科學裝置上開展過直接競爭，我們更多地是在做填補空白和拾遺補缺的工作。“建設超級對撞機，對中國高能物理來說是一次重大機遇。我們有10年的窗口期，有非常大的把握取得成功，可能改變世界高能物理研究的格局。如果錯過這個機遇，我們就只能繼續做拾遺補缺的工作了。”

　　此次公布的歐核方案進一步驗證了中國方案的可行性。中國的CEPC計劃在國際上首先提出了先電子對撞再過渡到質子對撞這一大型環形對撞機的方案。但這一路徑當時并沒有得到全球科學家，特別是歐核的認同。“2012年之前，高能物理學家都認為高能加速器未來的發展趨勢是直線對撞機，我們提出建設環形對撞機以后，在歐核內部引發了激烈辯論，最后他們才決定把環形對撞機作為發展超級對撞機的參考。”王貽芳說，歐核最初選擇的路徑是質子對撞機，而不是作為第一步的電子對撞機。

　　經過5年多的研究，大家逐漸認識到，先電子后質子，無論從科學上還是從技術上，都是最可行的方案。歐核的FCC方案最終也選擇了此路線。這從科學和技術兩方面證明了中國CEPC設計方案的正確性。

　　規模大，投資高，但科學前景光明。建還是不建，這是分別擺在中國和歐盟面前的一道選擇題。