处在阴霾中的费米实验室
2009年,位于日内瓦的欧洲核子中心(CERN)的粒子物理学实验室的大型强子对撞机(LHC)投入使用;而在此前的26年,芝加哥附近巴达维亚的费米实验室的正负质子对撞机(Tevatron)一直统治着粒子物理学领域。Tevatron也是费米实验室的骄傲和希望,它曾是第一台用高达1万亿电子伏轰击粒子的机器,捕获了许多新奇亚原子粒子,其中包括顶夸克的发现(顶夸克属于上夸克的近亲,但其质量要略重)。不但如此,Tevatron还测量了很多不同种类的基本物理参数。
正负质子对撞机(Tevatron)关机
9月30日美国中部时间下午2点左右,这台半生戎马的对撞机被关停。一些科学家十分理性地看待这件事情。美国总统奥巴马科学顾问、著名物理学家詹姆斯·盖茨(James Gates)说:“实验如同生命一样,有生必有亡,Tevatron已经度过了它的一生”,应当由新的一代来接替。不管怎么说,同LHC相比,Tevatron显得逊色。如果让Tevatron继续生存,可能意味着费米实验室其他前景不错的项目要少投入3000万到6000万美元。出生于秘鲁的费米实验室主任皮耶·奥登(Pier Oddone)可不愿看见这样的事情发生。
负责费米实验室加速器部分的罗杰·迪克逊(Roger Dixon)计划在收到最后一束被终止的光束之后稍作休息。然而,费米实验室的许多研究人员还没有远离悲伤。他们认为,Tevatron不但可以记录任何新的撞击,而且足够多的数据可以使一些研究人员忙上至少两年,他们将在众多信息中搜寻任何能够暗示希格斯玻色子的蛛丝马迹。希格斯玻色子被认为能够将其质量赋予给其他粒子。
更重要的是一些新项目的提出即将登场。奥登博士坦言,费米实验室的高能物理金环或许正在褪色。但是,他认为不久会出现他声称的“高强度前沿”而推动高能物理领域的发展。而这样的一个前沿项目主要用于研究物理学中最炙手可热的神奇粒子:中微子。这些中微子粒子不断地令物理学家困惑,特别是最近似乎得到了它们比光速快的结论。
奥登已经花费了几年时间在考虑Tevatron之后的工作安排,这使得费米实验室避免了遭遇更大的变故:将有极少数研究人员被解雇,一些经验丰富的研究人员同意提早退休,而一些年轻的研究人员将到一直以来想挖他们的企业中工作。一位加速器物理学家已经接受了一家医院的邀请,他将在该医院的癌症治疗中心手术室里操作加速器。类似这样的专家,他们要获得一份待遇优厚的工作并不是难事,一些公司需要他们的经验以及专业技能。
在费米实验室工资单上,大约960人(其中有研究人员、工程师以及信息技术专业人员)是为新项目而配备的。一些人正在和同事们一起投身于物理学下一代对撞机――国际直线对撞机(ILC)――的雏形研究中(美国国会不愿意资助这个项目,因为该项目需要100亿美元经费)。面对全球经济的持续低迷,丝毫没有把握ILC能取得什么进展。然而,如果情况有所好转,用于ILC开发的加速器技术可能还将用于“X项目”,它是一个正在计划的费米实验室加速器,能够产生世界上最强的中微子束。
人才外流何时再现辉煌?
更加令人担心的是大量并不被费米实验室直接雇用的人才的流失。来自于美国和他国的非雇用科学家以及学生的数目将在未来几年中减少到几百人,时至今日这个数目是2000人。许多人已经开始加入到其他的实验室中。他们的离去会慢慢令人深切地感受到,他们能够再次回来的唯一希望就是20年后一个新的实验室建成。在这之前,许多研究人员以及博士研究生都将离开费米实验室。
还有一些人可以加入LHC上的紧凑渺子线圈(CMS)实验中。引人注意的是CMS复制了CERN的设置,包括许多相同摆放的计算机显示器甚至是设备。对当地而言,曾在美国研究机构工作的科学家来到LHC是个意外收获。随着他们驻足瑞士,这些科学家不得不需要增加额外的花销。巴达维亚和瑞士之间7小时的时差,意味着在大西洋两岸的较少数人需要忍受令人痛苦的颠倒时差。为了让物理学家的生活变得更加轻松,今年年初在北京开放了一个类似的设备。
对于LHC而言,令人不安的元素是大量的物理学家更喜欢费米实验室小巧且紧密的合作关系。在这一点上,就算再好、再大的实验设备放在眼前,任何一个物理学家还是左右摇摆着或去或留。
所有这一切意味着至少从短时期看,巴达维亚的生活在10月1日前还不会有太大的变化。这将是少有的安静,并且科学焦点或许略微转移到其他不相上下的有趣领域中。从更长远角度看,费米实验室和美国物理学的命运要依赖于能否说服国会关于人类对于宇宙的了解少之又少,并且还要说服美国人有义务继续这方面的研究。即使这项事业将耗资数以亿计的美元。
资料来源 The Economist
责任编辑 则 鸣