資金有限和新發現的粒子匱乏迫使物理學家縮減他們下一個大型加速器專案的計劃：即位於日本的、耗資數十億美元的國際直線對撞機（ILC）。
11月7日，負責監督ILC工作的國際未來加速器委員會（ICFA）批准將該機器的計劃能量從500千兆電子伏特（GeV）減半至250 GeV，並將其擬議的33.5公里長的隧道縮短多達13公里。縮減後的版本將不得不放棄一些計劃中的研究，例如對僅在高能量下產生的“頂”味夸克的研究。
相反，該對撞機將專注於研究賦予其他粒子質量的粒子——希格斯玻色子，該粒子於2012年被位於瑞士日內瓦附近的歐洲粒子物理實驗室CERN的大型強子對撞機（LHC）探測到。
儘管如此，主要的粒子物理學家仍然保持樂觀。弗吉尼亞州紐波特紐斯市托馬斯·傑斐遜國家加速器設施的休·蒙哥馬利表示，250-GeV的機器仍然有“令人信服的物理依據”。他說，未來可以將其升級到更高的能量。
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高能物理學家已經計劃未來直線對撞機25年了，但ILC現在不太可能在2030年之前面世。他們認為直線對撞機是對LHC的補充，使物理學家能夠詳細審查在CERN發現的任何粒子。
直線設計
圓形LHC將質子撞擊在一起，使其達到非常高的能量（13萬億電子伏特）。但是，作為複合粒子（由夸克組成），質子會產生混亂的碰撞，並伴隨著碎片雲。
相比之下，ILC將電子和正電子在經過數千個首尾相連的超導腔加速後迎頭碰撞。儘管產生的能量較低，但其碰撞——在基本粒子之間——將比質子-質子機器中的碰撞更乾淨、更精確。
國際物理學界曾希望在日本研究人員在2012年10月提出主辦該設施的提案，即在發現希格斯玻色子之後不久，由日本承擔實現原始設計所需的估計100億美元的大部分費用。但是，據瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的物理學家中田達也說，日本政府因該專案的高昂價格而猶豫不決，尚未提供任何資金。
這一事實，加上LHC上除希格斯玻色子外沒有任何其他新粒子發現，導致日本高能物理學家協會在7月份提議將ILC的能量上限設定為250 GeV。
該協會解釋說，在LHC於2015年和2016年收集的資料表明，物理學家標準模型之外的任何粒子都不太可能輕於1000 GeV，因此即使是全尺寸版本的ILC也無法觸及之後，追求更高能量就變得毫無意義。但是，250 GeV足夠高以產生大量的希格斯玻色子，該協會表示，透過測量它們與其他已知粒子的相互作用，可以產生新物理學的間接跡象。
能量辯論
這個擬議的“希格斯工廠”也得到了一個負責制定ILC科學依據的國際工作組的認可，該小組在上個月上傳到預印本伺服器arXiv上的一篇論文中表達了認可。然後，ICFA在本週在加拿大渥太華舉行的會議上批准了縮減後的對撞機。
然而，並非所有物理學家都對此感到熱情。倫敦國王學院和CERN的理論家約翰·埃利斯認為，只有在1000 GeV左右執行時，直線對撞機才能提供“更完整的希格斯影像”。他承認需要控制成本，但他說，將ILC限制在250 GeV“您正在做出重大的科學妥協”。
上週上傳到arXiv的一份報告描述了250 GeV模型的三種可能的佈局（更高能量的ILC的技術設計於2013年釋出）。每個佈局都需要將超導電子-正電子加速器的長度減半，但是其中兩個選項保留了額外的隧道空間以適應未來的升級。
考慮到正在進行的加速器研究的預計節省，該報告估計對撞機的核心建設成本可以降低多達40％，從而將價格降至2012年的約50億美元。CERN的加速器物理學家林恩·埃文斯表示，人力和探測器將使總成本增加到約70億美元，他目前正在指導ILC的研究。
加利福尼亞州門洛帕克市的SLAC國家加速器實驗室的理論粒子物理學家，同時也是ILC工作組成員的邁克爾·佩斯金毫不懷疑希格斯工廠的價值。他說，過去一年中對希格斯玻色子和弱核力的理論研究（弱核力是已知的四種基本力之一）加強了對希格斯相互作用強度進行實驗探測的依據（需要希格斯玻色子來賦予弱力的載體有限的質量）。他說：“250-GeV的階段實際上比我們想象的在科學上更有趣。”
ILC的決定現在取決於日本。埃文斯將日本政府對直線對撞機專案的持續評估描述為“非常漫長且令人沮喪”。但是他說，在主辦國公佈其計劃之前，其他國家不會承諾資金。“世界其他國家正在等待日本政府做出決定，”他說。
本文經許可轉載，並於2017年11月9日首次發表。