2012 年在日內瓦附近的歐洲核子研究中心 (CERN) 大型強子對撞機 (LHC) 發現希格斯玻色子，是對標準模型——描述物理學中所有已知粒子和力的框架——的壯觀證實。希格斯玻色子的存在最早在 20 世紀 60 年代被預測，是這個謎題的最後一塊拼圖。然而，從那時起，物理學家們就陷入了困境。科學家們希望在大型強子對撞機上找到的所謂超對稱粒子——這些粒子的探測將有助於解決標準模型中長期存在的問題——從未出現。
幾十年來，物理學家們一直在談論一種可以找到這些缺失粒子的對撞機。三年前，一個由國際物理學家和工程師組成的團隊完成了它的設計。這個被稱為國際直線對撞機 (ILC) 的 31 公里長的加速器，將使電子和正電子在日本北部北上山區的山脈下碰撞，產生物質-反物質湮滅，釋放出 2500 億電子伏特的能量。（稍後的升級將使 ILC 的能量輸出翻倍。）日本文部科學省 (MEXT) 預計很快將決定 ILC 是否應該繼續進行。我們認為應該繼續進行。
標準模型中有一個漏洞，一個 1250 億電子伏特的希格斯玻色子可以完美地填補這個漏洞。而這正是科學家們在大型強子對撞機上發現的。問題在於，物理學家無法解釋為什麼希格斯玻色子具有那個質量。（物理學家通常用電子伏特來衡量粒子的質量，這是因為能量和質量是等價的。）事實上，自 20 世紀 80 年代初以來，他們就知道虛擬量子效應應該使希格斯玻色子的質量增加數百萬甚至數十億倍。
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超對稱理論 (SUSY) 提供了一個解決方案。它假設物質粒子（如夸克和輕子）與力載體粒子（如光子、膠子以及 W 和 Z 粒子）之間存在潛在聯絡。它還預測了大量新的夥伴粒子，名稱奇特，如超夸克（夸克的夥伴）和希格西諾（希格斯玻色子的夥伴）。這些夥伴粒子與標準模型粒子相互作用，以抵消虛擬量子效應，產生標準模型預測並在大型強子對撞機上觀察到的質量。
物理學家們認為，當大型強子對撞機的前身——歐洲核子研究中心的大型電子-正電子對撞機在四分之一個世紀前上線時，他們可能會發現這些超對稱夥伴粒子。他們沒有發現。當超對稱夥伴粒子也未能在更大、更強大的大型強子對撞機中出現時，一些物理學家感到恐慌。
但還有希望。最近的理論研究表明，希格西諾實際上可能正在大型強子對撞機中出現——科學家們只是無法在大型強子對撞機的質子-反質子碰撞產生的粒子混亂中找到它們。
這就是國際直線對撞機將大放異彩的地方。ILC 的碰撞能量明顯低於 LHC，但 ILC 的巨大優勢在於，與歐洲的同類對撞機不同，它將碰撞電子和正電子。與由夸克和反夸克組成的質子和反質子不同，電子和正電子是真正的基本粒子。它們的碰撞更加整潔，使得任何出現的希格西諾都更容易被探測到。
建造 ILC 至少需要 100 億美元——大約是建造 LHC 成本的兩倍。事實上，ILC 的成本可能對任何一個國家來說都太高了，因此國際參與至關重要。但這是值得的。
理論預測 ILC 應該會產生大量的希格西諾、超輕子（輕子的夥伴）和其他超對稱夥伴粒子。如果真是這樣，ILC 將證實超對稱性，驗證物理學家長期以來懷疑一定是正確的亞原子宇宙模型。由於希格西諾可能至少構成宇宙中仍然未被探測到的暗物質的一部分，它也可能有助於解決天體物理學中一個突出的謎團。如果超對稱夥伴粒子仍然沒有出現，科學仍然會進步，因為高能理論家會將他們的精力集中在其他理論上。無論如何，獲得的見解都將加深我們對自然規律的理解——以及它們對宇宙起源和演化的影響。