美能源部计划新建一台粒子对撞机 预计2030年投用_风闻

美国能源部9日宣布，选择在其下属的布鲁克黑文国家实验室建造一台“电子离子对撞机”（EIC），以深入研究使夸克结合在一起的强相互作用力。

美能源部当天发布声明说，这台对撞机有望在未来十年建成，预计成本为16亿到26亿美元，资金将来自美国国会年度财政拨款。

位于纽约的布鲁克黑文国家实验室目前拥有一台“相对论重离子对撞机”（RHIC），这是周长3.8千米的环形设施，金和铜等原子核在其中对撞，产生超热等离子体以模拟宇宙大爆炸之后瞬间的状态。研究人员计划利用这台对撞机的部分设备，并添加一个电子加速器，组成新的“电子离子对撞机”。

美国能源部部长丹·布鲁耶特在声明中说，“电子离子对撞机”将让美国在核物理研究和粒子加速器技术领域保持领先，这些是美国在科学上整体领先地位的关键组成部分。

能源部科学副部长保罗·达巴尔在新闻发布会上说：“这将是几十年来美国建造的首台全新对撞机，它有望使美国在未来几十年保持核物理学领域的领先地位。”

美能源部负责科学事务的副部长保罗·达巴说，为“电子离子对撞机”开发的技术还有助于在人类健康、国家竞争力和国家安全领域取得突破。

据介绍，确定建造地点不等于对撞机开建，该项目还需进行更详细的设计审批、成本预估和建造进度规划等工作。

目前理论认为，原子核中的质子和中子由夸克组成，使夸克结合在一起的是强相互作用力。但科学界对这种基本作用力还缺乏了解，因此希望通过建造新对撞机来加强探索。

此前，杰斐逊实验室已通过向富含质子和中子的靶核发射电子束来研究质子。2017年，该实验室耗资3.38亿美元，将其“连续电子束加速器设施”的能量提升了一倍。以此为基础，只要再添加一个新质子加速器就可以完成EIC的建造。

而布鲁克海文国家实验室则另辟蹊径。他们的“相对论重离子对撞机”（RHIC）让金和铜等原子核发生对撞，产生一团超热的夸克胶子对等离子体。据信，**宇宙大爆炸后万分之一秒左右宇宙就是一团夸克胶子等离子体。**RHIC是一个长3.8公里的圆环，由两个同心反向的环形加速器组成。该实验室计划利用其中一个环加速质子并添加一个电子加速器来建造EIC。

达巴尔说，为决定EIC“花落谁家”，能源部官员成立了一个独立的EIC选址委员会，权衡了诸多因素，包括建造成本等——质子加速器通常比电子加速器更大且更昂贵，布鲁克海文实验室最终“雀屏中选”。当然，杰斐逊实验室的科学家也将参与新对撞机的设计、建造和运行。

达巴尔表示，选址确定并不意味着DOE一定建造EIC。动工前，该项目仍须通过几大考验，包括详细设计方案获批、估算成本及规划建造进度等，可能需几年时间。为给新对撞机让路，自1999年运行至今的RHIC将于2024年“寿终正寝”。