歐洲核子研究中心制作的視頻 哪里誤導(dǎo)了公眾

法蘭克福高級(jí)研究所研究員理論物理學(xué)家Sabine Hossenfelder近日發(fā)文稱：歐洲核子研究中心為新型對(duì)撞機(jī)制作營(yíng)銷視頻，里面充滿了謊言。

她說(shuō)，“我并不反對(duì)建造更大的對(duì)撞機(jī)。粒子對(duì)撞機(jī)到達(dá)的能量比我們以前探測(cè)到的要高，它是尋找新物理學(xué)的最干凈、最可靠的方法。但我強(qiáng)烈反對(duì)誤導(dǎo)公眾，讓他們相信這種代價(jià)昂貴的實(shí)驗(yàn)的前景。目前，對(duì)于普朗克能量以下的任何能量，我們都沒(méi)有可靠的新物理學(xué)預(yù)測(cè)。下一個(gè)更大的對(duì)撞機(jī)可能不會(huì)發(fā)現(xiàn)什么東西。這可能令人沮喪，但這是事實(shí)”。

下文為她的文章內(nèi)容：

大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）剛剛完成了它的第二次運(yùn)行。除了一些異常，數(shù)據(jù)中沒(méi)有什么新的東西。在希格斯-玻色子（Higgs-boson）被發(fā)現(xiàn)之后，無(wú)論是在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)里還是在更高的能量下，我們也沒(méi)有很好的理由去尋找別的東西，直到比我們現(xiàn)在所能達(dá)到的要高15個(gè)數(shù)量級(jí)的時(shí)候。

當(dāng)然，不管有沒(méi)有合理的理由，這都是有可能的。在你看見(jiàn)之前，你永遠(yuǎn)不會(huì)知道。因此，粒子物理學(xué)家正在游說(shuō)下一個(gè)更大的對(duì)撞機(jī)。

提議已經(jīng)流傳了一段時(shí)間。

就像日本人喜歡用20-30英里長(zhǎng)的直線對(duì)撞機(jī)來(lái)撞擊電子和正電子這樣的想法，這機(jī)器初步命名為國(guó)際直線對(duì)撞機(jī)（ILC）。負(fù)責(zé)擬定該提案的委員會(huì)似乎覺(jué)得日本科技部將對(duì)這個(gè)項(xiàng)目持悲觀態(tài)度。

幾年前，中國(guó)人表示有興趣建造一個(gè)周長(zhǎng)50英里的環(huán)狀正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（CEPC）。Nima Arkani-Hamed非常支持這種選擇，這個(gè)對(duì)撞機(jī)也被稱為Nimatron。中國(guó)制定科技創(chuàng)新的五年計(jì)劃，CEPC顯然沒(méi)法在2016-2020年的計(jì)劃中完成。

與此同時(shí)，歐洲核子研究中心也有自己的計(jì)劃，這是一臺(tái)被稱為未來(lái)環(huán)形對(duì)撞機(jī)（FCC）的機(jī)器。根據(jù)強(qiáng)子（FCC-hh）、電子位置（FCC-ee）或兩者混合物（FCC-he）之間的碰撞，目前正在討論三種不同的變體。對(duì)于FCC-hh這一課題研究計(jì)劃將在400萬(wàn)歐元的歐盟項(xiàng)目中進(jìn)行。

這個(gè)營(yíng)銷視頻宣稱FCC是“世界上最大的科學(xué)儀器”，將解決以下問(wèn)題：

宇宙的96%是由什么組成？

這大概指96%是由暗物質(zhì)和暗能量組成的。雖然暗物質(zhì)可能是由重粒子構(gòu)成，而FCC可以產(chǎn)生這樣的重粒子。但暗能量并非如此，粒子對(duì)撞機(jī)不探測(cè)暗能量。暗能量是一種低能量、長(zhǎng)距離現(xiàn)象，與高能物理完全相反。FCC將可靠地調(diào)查另外4%，和我們過(guò)去50年調(diào)查的4%相同。

什么是暗物質(zhì)？

我們已經(jīng)做了幾十個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)尋找暗物質(zhì)粒子，但沒(méi)有人看見(jiàn)任何東西。我們可能會(huì)走運(yùn)，F(xiàn)CC將會(huì)產(chǎn)生符合要求的粒子，但誰(shuí)也不知道會(huì)是怎么樣。

為什么不再發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)？

因?yàn)槿绻械脑?，你就不?huì)在這問(wèn)這個(gè)問(wèn)題了。這一項(xiàng)可能與重粒子不對(duì)稱有關(guān)。這是一個(gè)可能沒(méi)有答案的微調(diào)（Fine-tuning）問(wèn)題。即使有，F(xiàn)CC可能也不會(huì)回答。

宇宙是如何開(kāi)始的？

FCC不會(huì)告訴我們宇宙是如何開(kāi)始的。大離子碰撞產(chǎn)生小團(tuán)夸克膠子等離子體，這種等離子體幾乎肯定也存在于早期的宇宙中。但FCC能產(chǎn)生的密度比宇宙初期的密度低70個(gè)數(shù)量級(jí)。在FCC中，即使是一塊等離子體也會(huì)發(fā)現(xiàn)自己處在與早期宇宙完全不同情況下，因?yàn)樵趯?duì)撞機(jī)中它會(huì)膨脹到真空中，但在早期宇宙中，等離子體填滿整個(gè)宇宙而空間膨脹。

在附帶的網(wǎng)站上，我進(jìn)一步了解到FCC“是一個(gè)大膽的跳躍，進(jìn)入了一個(gè)完全未知的領(lǐng)域，它將探索......令人困惑的大量中微子”。

在標(biāo)準(zhǔn)模型中，中微子質(zhì)量是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)橐茨阈枰沂种形⒆?，而它之前從未被看?jiàn)過(guò)，或者因?yàn)橹形⒆硬煌谄渌M(fèi)米子，因?yàn)樗鼈兪恰榜R約拉納粒子（Majorana-particles）”。

后一種情況，你不會(huì)在粒子對(duì)撞機(jī)中發(fā)現(xiàn)，但在其他實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)。對(duì)于前一種情況，最簡(jiǎn)單的模型在普朗克尺度上有大量的右手中微子，所以FCC永遠(yuǎn)看不到它們。你當(dāng)然可以建立模型，其中質(zhì)量處于較低的能量并且恰好落在FCC范圍內(nèi)。我相信你能行。粒子物理學(xué)家可以笨拙地組合模型來(lái)預(yù)測(cè)一切，這就是為什么我不相信他們的預(yù)測(cè)。同樣，F(xiàn)CC也不是不可能找到什么東西，但沒(méi)有很好的理由說(shuō)明為什么會(huì)這樣。

我并不反對(duì)建造更大的對(duì)撞機(jī)。粒子對(duì)撞機(jī)到達(dá)的能量比我們以前探測(cè)到的要高，它是尋找新物理學(xué)的最干凈、最可靠的方法。但我強(qiáng)烈反對(duì)誤導(dǎo)公眾，讓他們相信這種代價(jià)昂貴的實(shí)驗(yàn)的前景。目前，對(duì)于普朗克能量以下的任何能量，我們都沒(méi)有可靠的新物理學(xué)預(yù)測(cè)。下一個(gè)更大的對(duì)撞機(jī)可能不會(huì)發(fā)現(xiàn)什么東西。這可能令人沮喪，但這是事實(shí)。