中国は「神の粒子」を作り出すため、100キロの地下トンネルに円形の粒子加速器を建設する準備を進めている。
粒子加速器トンネル内部。写真： iStock
北京の高能物理研究所所長の王一芳氏によると、ヒッグス工場としても知られる50億ドルの円形電子陽電子衝突型加速器（CEPC）は、建設に約10年かかり、素粒子物理学の次の世界的な拠点となる予定だと、 Interesting Engineeringが3月8日に報じた。CEPCは、長さ100キロメートルの地下トンネルで電子とその反粒子である陽電子を極めて高いエネルギーまで加速し、互いに衝突させることで、何百万個ものヒッグス粒子を作り出し、科学者が宇宙の基本的な構成要素を説明する現在の最良の理論である標準モデルを超える新しい発見をすることを可能にする。
この野心的なプロジェクトは、中国が高エネルギー物理学における世界のリーダー、そしてパイオニアとなることにも貢献するだろう。王氏によると、24カ国から1,000人の科学者が参加し、5年かけて完成したCEPCの技術設計報告書は、昨年12月に発表された際に国際的な審査を通過し、物理学界からのフィードバックにも応えたものだったという。
この報告書は、過去10年間に構築・試験された複数のプロトタイプと併せて、中国がこれほど大規模な科学施設を設計・建設する能力を実証しています。CEPCの構想は、ヨーロッパの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）を用いて、ほぼすべての粒子に質量を与える「神の粒子」とも呼ばれるヒッグス粒子が発見された2012年、王氏とその同僚によって初めて提案されました。
ヒッグス粒子は基礎物理学における次なるブレークスルーの鍵となると考えられているものの、CEPCの高額な費用と技術的成熟度には懐疑的な見方もある。王氏は50億ドルという金額は決して安くはないことを認めている。しかし、CEPCが今後数十年にわたり数千人の科学者の研究を支援できるのであれば、平均費用はそれほど高くはならないだろう。技術設計報告書によると、当局は資金源を検討しており、中央政府、地方自治体、そして国際パートナーからの拠出が期待されている。
CEPCの建設は現在、加速器部品の大量生産と組み立て、性能と費用対効果の最適化を含むエンジニアリング設計段階にあります。王氏のチームは、CEPCの建設地も間もなく決定する予定です。王氏は、CEPCは世界中から科学者を受け入れることになり、子供たちの教育といった要素も考慮する必要があるため、地質条件、交通、インフラなどに基づく包括的な評価を行うと述べました。
候補地としては、河北省秦皇島、浙江省湖州、湖南省長沙などが挙げられます。一方、ヨーロッパでは、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）の後継となる「将来円形衝突型加速器（Future Circular Collider）」と呼ばれる同様のプロジェクトが進行中です。現在世界最大の粒子加速器であるLHCの円周は27kmです。将来円形衝突型加速器（Future Circular Collider）の円周は100kmに達する可能性があり、その費用は230億ドルに上ります。
An Khang （ Interesting Engineeringによると）
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