擁有世界上最大粒子加速器的歐洲核研究組織(CERN)在考慮建一個新的、更大的加速器。近日，該組織的理事會宣布就此計劃開始一項可行性研究。

圖中的小圓環為目前的大型強子對撞機大圓環為研擬中的全新加速器。(CERN)

歐洲核研究組織現有的大型強子對撞機(LHC)全長27公里，是世界上最大的粒子加速器。他們考慮新建一個全長80～100公里的加速器，這樣的儀器內粒子能達到的最高能量將是現在的7倍。

歐洲核研究組織總負責人賈尼奧蒂(Fabiola Gianotti)說，這個計劃將耗資200億美元。

早在2010年，大型強子對撞機啟用之前，物理學家就開始討論下一代加速器該是什么樣子。2000年初，討論的熱點集中在一個30公里長的直線加速器，可以將電子加速撞擊后產生正電子。科學家認為線型加速器與環形對撞機有很好的互補作用。

兩種加速器各有優勢。質子加速器或環形加速器可以達到更高的能量，有希望發現新的重粒子。可是，質子由不同的夸克組成，撞擊后情況比較復雜;而電子和正電子為無法再分裂的基礎粒子，其撞擊情形很清晰。以前，物理學家經常從質子加速器發現新粒子后，再利用電子-正電子加速器展開進一步研究。

這正是目前科學家構想的大致計劃。2012年，LHC撞出了希格斯玻色子——標準粒子模型預測的最后一種粒子。很多研究者期待有一個電子正電子對撞機進行希格斯玻色子研究。如果發現這種粒子的特性與標準模型不一致之處，意味著物理學家必須更新這套已有40年歷史的理論模型。據信日本一些物理學家考慮建一個直線型對撞機。

不過近幾年，一些物理學家提出另一個計劃，建一個80～100公里長的環形電子-正電子對撞機，用于研究希格斯玻色子。但是這種設計有明顯的劣勢，電子質量很小，在環形軌道內加速的時候，它們將放出大量X射線，損失能量，將限制粒子能達到的最高能量。

但是它也有優勢，這個隧道以后可用于高能質子對撞實驗。其實這正是LHC的歷史——在1989至2000年間，LHC作為電子-正電子對撞機，之后才改為質子對撞機。

目前看來，這是CERN最可能采用的計劃，但這還未確定。一些物理學家已經完成了線型對撞機的設計，這樣的計劃也未被排除。第一階段的可行性研究將于2026或2027年完成，屆時CERN將確定其長期策略。

當然，這還取決于LHC是否還能找到更新的粒子值得研究，否則，恐怕很難說服歐洲政府耗資200億美元，就為了研究希格斯玻色子。