温伯格、丘成桐：如何看待中国的“大型对撞机”辩论
诺奖得主，标准模型创始人之一
国际著名数学家，哈佛大学教授
关键字: 对撞机大型对撞机杨振宁
近日，《从万里长城到巨型对撞机》作者、哈佛大学丘成桐教授和诺奖得主、SSC项目（美国下马的超级对撞机项目）推手温伯格教授，都接受了采访，评论了中国就是否应该建造大型对撞机（CEPC-SPPC项目）所进行的公开辩论。观察者网转载采访内容如下：
以下是温伯格教授接受清华大学物理系何红建教授采访的中译文：
问1：温伯格教授，非常高兴采访您。最近我重新读了您在《今日物理》（Physics Today）发表的文章《粒子物理：从卢瑟福到 LHC》，您作为基本粒子标准模型的主要奠基人，在其中解释了为什么需要新物理来超越标准模型：“超越标准模型显然是必需的。夸克和轻子的质量谱与混合角神秘莫测，就仿佛记录某种未知语言的符号。我们盯着它们看了几十年，但就是无法解释它们。此外，我们还需要某种超越标准模型的要素解释暗物质。”这些的确是过去三十年来粒子物理学界通过美国的 Tevatron 与欧洲的 LEP 和 LHC 等高能对撞机实验所一直努力探索的目标。大型强子对撞机 LHC 的第二轮运行以13TeV的能量进行质子-质子对撞，目前进展非常顺利。它的探测器迄今已经收集到第二轮运行所预期的全部数据的10%. 虽然八月份的国际高能物理会议(ICHEP)尚未公布新物理发现，您愿意和我们分享您如何看待正在运行的 LHC 上可能出现（或不出现）的新发现吗？
答1：LHC 在其能力范围之内是否还会作出新的重大发现，谁都无法预知。从一开始，我们就有足够的理由预测 LHC 能够发现电弱对称性破缺的机制——不论是原始电弱理论所预言的基本标量场、还是人工色理论所预言的新强作用力。无论是哪种情形，根据当时已观测到的弱相互作用强度，一切都强烈地暗示着这个新的标量粒子或新的强作用力会在 LHC 上出现；而事实也的确如此【译注1：这是指2012年 LHC 发现了质量为125GeV的希格斯玻色子】。这无疑为 LHC 的规划指明了方向。
不过，虽然在 LHC 上还有可能发现另一些极为重要的现象，比如暗物质粒子和超对称粒子，但即使这些粒子真的存在，我们也没有强烈的理由确保它们位于被 LHC 发现的潜力范围之内。我们只能等待 LHC 运行，看看其结果如何。
问2：我们知道您是 SSC 项目的主要支持者。上个月初，我们推荐中国媒体发表了您的评述文章《大科学的危机》中译版。美国国会于1993年取消SSC项目，对于美国以及国际高能物理学界都是巨大的损失，而且对美国乃至全球高能物理界都造成了严重的负面影响。一方面，SSC 设计在40TeV的质心系能量进行质子对撞，是位于日内瓦欧洲核子中心 CERN 的 LHC 目前第二轮运行能量（13TeV）的三倍。所以，LHC 第二轮运行尚未发现任何超出标准模型的新物理，也并不意外，因为我们都知道，具有40TeV对撞能量的 SSC 正是被设计成一台更可靠地确保在TeV能区发现新物理的机器。许多物理学家认为，如果 SSC 没有在1993年终止，它很可能已经做出了革命性的新发现，从而指明了21世纪基础物理学发展的新方向。由于您亲眼目睹了 SSC 以及后来 LHC 发展的历程，您愿意与中国学界和公众分享关于 SSC 与 LHC 的历史经验与教训吗？
答2：即使在美国政府批准通过了 SSC 项目之后，来自各方面的反对意见仍然持续不断。一部分反对意见来自那些小政府与低税收的鼓吹者，他们倾向于反对任何政府主导的大型项目，尤其是那些没有立刻使很多人受益的大项目。SSC 项目显然能为周边地区带来经济利益，但受益人数是有限的。当时有一位参议员告诉我说，在 SSC 的选址决定下来之前，参议院的全部100名成员都对其青睐有加；可是一旦选址确定，赞成的人数便锐减至两人——即选址所在州的那两位参议员。甚至在最终选址尚未确定之时，就有一位支持 SSC 的众议院成员因为自己所在州已被排除在外而立刻反转了立场。所有这些都是赤裸裸的政治行为，大概也不是美国独有的。
来自科学界内部的反对声音则更令人不安。没有人声称 SSC 的科学探索不够重要，但有些人极力主张 SSC 的经费更应该投向其他领域，比如他们自己的研究方向。（可是取消 SSC 项目并没有给这些人带来多少安慰，因为那些省下来的经费也没有投入其他科学领域。）
LHC 的拥护者对 SSC 也造成了无形的负面影响，他们指出 LHC 可以利用现成的环形隧道节省开支。然而该环形隧道的周长较小，因此限制了 LHC 的对撞能量，只能达到 SSC 的1/3。但 LHC 的支持者们认为可以利用提高亮度的方法来弥补其能量上的不足，尽管提高亮度显然也有其自身的困难，因为质子束在每次交叉时会发生多次碰撞。
对于 SSC 项目的中止，一个常见的解释是其持续增长的开销。反对者当然会拿此事大做文章，但我认为这个批评是不公正的。这个项目真正超出预算的比例大约为10%，通过对 SSC 粒子束孔径的计算，这部分超出是必须的。除此之外其他任何超预算的部分都是因为国会推迟投资，导致工期拖延，从而产生了额外的人工费用。
扼杀 SSC 项目的主要原因是乔装打扮成科学项目的国际空间站的竞争。这个项目计划由得克萨斯州休斯敦的约翰逊航天中心主持。在德克萨斯州同时开展两个大型科技项目从政治角度来看是不可能的，而空间站项目最终被选中。结果，空间站花费了 SSC 预算经费的十倍，但并没有做出任何重要的科学研究。（一个可能的例外是阿尔法磁谱仪，但它也可以通过无人卫星的方式运行，甚至更佳，而且便宜很多。）
LHC 发现希格斯玻色子取得了巨大成功。但很清楚，无论 LHC 将来有多少机会做出进一步重要发现，具有更高对撞能量的 SSC 本来应该对未来提供更好的机会。
问3：也许您已听说中国目前的“大型对撞机”方案，其第一阶段 CEPC 是一台电子-正电子对撞机，在周长100公里的环形隧道中运行，其对撞能量可达250 GeV。该项目还允许未来潜在的第二阶段计划，即对撞能量可达100TeV 的质子-质子对撞机。今年8月20-21日，在中国高能物理学会主办的“高能物理战略研讨会”上，这个项目被正式列为“高能物理第一优先项目”。这一计划提出以来得到了国际高能界的普遍支持。您可能已经听说中国就是否应该建造这个对撞机正在进行公开辩论。这场争论是美籍华裔理论物理学者杨振宁于9月初挑起的。他历来强烈反对中国的任何对撞机项目，包括目前由高能物理研究所所长王贻芳领导的CEPC-SPPC项目。很显然，杨的反对主要是说这个项目对中国来说花费太高，他的误解在于强调潜在的第二阶段质子对撞机的造价。（据高能所团队估计，CEPC 的总造价约为60亿美元，分10年完成，其中25% 来自国际合作。在技术条件成熟后，SPPC预计在2040年代建造。）人们应该还记得，位于 CERN 的同一隧道的 LEP 和 LHC 是先后分别获得审核与批准的。您的独立观点和来自国际上的建议对于中国将非常有帮助。您认为对 CEPC 投资值得吗？这种国际合作项目对于全世界和中国社会将做出什么贡献呢？
答3：我对杨振宁的研究工作很尊重，但是我不同意他反对CEPC计划的论点。其中一些论点非常眼熟，它们被一再用来反对各种大科学项目。
是的，我们有许多其他社会需求，包括环境、健康、教育等等方面。这些需求一直都有。但是，我们也需要艺术和科学，这些使我们的文明值得尊重。
是的，粒子加速器上的发现不像会带来直接的实际应用。但是这些科学项目本身会以技术副产品的形式带来重要的实用性后果。经常提到的例子有同步辐射，用于研究材料性质，以及万维网。
但是一个较少被提到的副产品是人才培养。基本粒子物理学因其独特的基础性而吸引了许多聪明的年轻人，他们将形成一股拥有丰富技术经验的骨干力量，能够解决很多社会问题。在二战期间发展微波雷达、密码破译计算机、核武器等技术的科学家，在战前从事的研究都是因为其基础科学的重要性而非军用价值。我曾有一名优秀的研究生，最初跟我学习基本粒子理论，后来转而研究更实际的问题，并发展了一套世界领先的同位素分离方法。如果一个国家只追求有直接应用价值的研究，最终很可能既无法做出基础性的重要发现，也无法做出有应用价值的研究。
杨教授的一个论点是，物理学可以通过寻找漂亮的几何结构来取得进展，而不用建造加速器。这让我想起另一位理论物理学家维尔纳·海森堡在二战后的立场：他反对德国在粒子加速器上投资，理由是物理学可以只通过对某些场论的理论研究而取得进步。【译注2：这是指在德国二战完败之后，海森堡自1953年后的20年中致力于某种基本粒子统一场论的研究，众所周知，他试图推导的“世界方程式”以失败而告终，随后被物理学界所遗忘。】 为了尝试理解强作用力，杨和米尔斯在没有新实验结果指导的情况下发展了一类场论，后来得到了实现。但只有在加速器实验揭示了强作用力在高能量尺度下减弱的事实之后，人们才有可能猜测到能够正确描述强作用力的杨－米尔斯场论的形式。而且，杨－米尔斯场论与电弱相互作用的相关也只有在加速器实验发现弱中性流之后才能被确认。离开了实验，理论走不了多远。
（采访人简介：何红建，清华大学物理学教授，长期从事粒子物理、宇宙学、量子引力及其交叉领域的研究。本文为采访内容记录，由王雨晨和鲜于中之博士将英文稿翻译成中文，将由《数理人文》杂志和 ICCM Notices 刊登中英文版）
原标题：专访：诺奖得主史蒂芬·温伯格作为标准模型创始人之一谈对撞机 本文仅代表作者个人观点。
责任编辑:孙武小木虫 --- 600万学术达人喜爱的学术科研平台
热门搜索：
&&【求助】关于质心系能量
【求助】关于质心系能量
请教个问题：
关于质心系能量和地面参照系能量区别
比如我们常说某高能质子能量为2TeV(此处应该是地面参照系能量吧？)，折合成质心系能量为63GeV&&
这之间是如何换算的呢？
假如你的S跟我定义的一样的话，实验室能量，就可以直接根据S的定义求出来了！(E1+E2)^2-(P1+P2)^2=S.把实验室的动量代入就知道实验室的能量是多大了，
学术必备与600万学术达人在线互动！
扫描下载送金币物理学上有代表性的重大发现，数量控制在20个左右要做树状图，只要事件名称或大意以及时间，多谢，有追加。问题补充：是世界物,物理学上有代表性的重大发现，数量控制在20个左右-爱问知识网
物理学上有代表性的重大发现，数量控制在20个左右
要做树状图，只要事件名称或大意以及时间，多谢，有追加。问题补充：
是世界物理学的事例，谢谢
20世纪，物理学的世纪　物理学在20世纪取得了巨大的进展，使人类对物质微观结构的认识实现了3次重大跨越：发现原子有内部结构，由原子核和电子组成，形成了原子物理学；发现原子核有内部结构，由质子和中子组成，形成了原子核物理学；发现核子有内部结构，由夸克组成，形成了粒子物理学。20世纪物理学3个最重大发现是：量子理论，相对论和DNA双螺旋结构。最后一项成果属于生命科学领域，但它是在传统的物理学实验室由物理学家发现的。因此，20世纪被当之无愧地称为物理学的世纪。20世纪物理学的研究成果转化成了许多新技术，产生了极其深远的影响。它们转化成为巨大的生产力，例如，原子能、半导体、电视、计算机、激光、手机等等，为人类从工业社会发展到信息社会奠定了基础。同时物理学的研究成果还对社会和国际政治产生了深刻的影响，其中以核武器的影响最为深远。物理学的研究成果为其它学科的发展提供了先进的研究手段，例如材料科学、生命科学、化学、天文学等等，并产生了一系列交叉研究的新前沿学科：生物物理，天体物理、粒子天体物理、宇宙论等等。下面重点谈谈粒子物理在20世纪取得的主要成就。50年代起，随着物质微观结构研究前沿从原子核深入到基本粒子，粒子物理逐步形成物理学的一门独立的前沿学科。它研究物质微观结构的最小单元及其相互作用规律。早期粒子物理的研究手段是宇宙线观测，以后逐步发展到以高能加速器和大型探测器等大科学装置为主要研究工具，并成为了一门典型的大科学——设备规模大，投资高，建设和研究周期长。高能物理加速器和大型探测器的建设、实验研究普遍采取了国际合作的方式。60年代Gel-Mann提出了夸克模型，对当时发现的200多个强子成功进行了分类，并认为这些强子是由2到3个带分数电荷的夸克组成的，揭示出物质结构又一个新层次。由Glashow，Weinberg和Salam提出的基于U(1)×SU(2)L×SU(3)的标准模型[1]，成功地将电磁相互作用和弱作用统一成为电弱作用，准确地预言了传递弱带电流的玻色子W±和传递弱中性电流的玻色子Z。它对所有已知的基本粒子都正确地加以分类，并认为构成物质结构的最小单元是三代夸克(u d) (c s)和(t b)及三代轻子(νe e) (νμ μ)和(ντ τ)。标准模型的理论预言与迄今为止所有已知实验结果一致，精度达到10-5。标准模型使粒子物理学达到了当代成功的顶峰。近年来中微子物理的实验研究获得了重大的突破，发现中微子有质量，不同的中微子之间有振荡[2]，即由一种中微子转换为另一种中微子，物理学称之为中微子混合。精确测量中微子混合参数的实验研究成为国际粒子物理研究的热点。粒子物理在宇宙的起源和进化、天体的形成和演化的研究中起着重要的作用。研究微观的粒子物理与研究宇观尝户佰鞠脂角拌携饱毛的天体物理和宇宙论的相互交叉、相互促进，并形成了新的交叉学科——粒子天体物理，成为了物理学的又一个发展前沿。高能加速器和粒子物理实验还有力地推动了高技术的发展，包括高性能计算、网络、 WWW网页、 网格计算、超导技术等等。以先进加速器技术为基础的同步辐射、散裂中子源、自由电子激光等大型研究平台成为了多学科交叉研究的前沿研究手段。　2
中国粒子物理实验研究的发展　2.1 北京正负电子对撞机及其成果北京正负电子对撞机(BEPC)由直线注入器、储存环、北京谱仪和北京同步辐射装置组成。BEPC于1984年10月动工，邓小平亲自为工程奠基。1988年10月BEPC如期建成，不超预算，并在建成后迅速达到设计指标。10月24日党和国......您所在位置： &
&nbsp&&nbsp&nbsp&&nbsp
大型强子对撞机重夸克产生与HZγ产生的精确的研究.pdf文档全文免费阅读、在线看 109页
本文档一共被下载：
次 ,您可全文免费在线阅读后下载本文档。
下载提示
1.本站不保证该用户上传的文档完整性，不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
2.该文档所得收入(下载+内容+预览三)归上传者、原创者。
3.登录后可充值，立即自动返金币，充值渠道很便利
需要金币：200 &&
你可能关注的文档：
··········
··········
ofScienceand
University
Technology
Adissertationfordoctor
Precisionon
studyheavyqu
productions
Shou—Jian
Particle andNuclear
Speciality：
Supervisor：
Prof．Ma阢n．Gan
Asso．Prof．Zhang
FinishedTime：
中国科学技术大学学位论文原创性声明
本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成
果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰
写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了
明确的说明。
作者签名： 墩． 签字日期：
沪{专iDS．硝
中国科学技术大学学位论文授权使用声明
作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学
拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构
送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中
国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描
等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内
容相一致。
保密的学位论文在解密后也遵守此规定。
√么开口保密——年
…名：勘照新躲雄
runl阶段的实验数据显示新发现的Higgs粒子的性质和标准模型Higgs
粒子非常接近，这使得标准模型又一次取得了巨大的成功。然而，标准模型
自身的一些理论问题并没有得到解决，这些问题成为了粒子物理学家寻找新
物理的强大动力。如质量在126
GeV附近的标准模型Higgs粒子，使得标准模
型Higgs粒子质量的精细调节问题变得更加引人关注。由于T宇称守恒的最小
方案，并且此模型中的重光子可以是暗物质很好的候选者，LHT模型成为众多
新物理模型中最有希望的新物理模型之一。
因为LHT模型中重夸克产生是寻找LHT模型信号的重要的一个道，所以
在我们的工作中，重点研究了LHC上LHT模型中重夸克单产生和电性相同重
NLO阶的精确计算。对于重夸克单
夸克对产生过程，对这两个过程进行了QCD
产生过程，我们在∥=8TeV和
正在加载中，请稍后...中国科学院高能物理研究所机构知识库
Stay signed in
BackCurrent DDC"+this.innerText+"";
$.get("converge-by-key",
{"item_id":$(this).attr("id"), "rnd":new Date().getTime()},
function(data)
{$("#convergeResult").html(titleThis+data);},
$(".converge").removeClass("selected");
$(this).addClass("selected");
$("#navigation").treeview({
persist: "location",
collapsed: true,
unique: false
$(".navBg").click(function()
var arrow = $(this).find("span.arrow");
if(arrow.hasClass("up"))
arrow.removeClass("up");
arrow.addClass("down");
else if(arrow.hasClass("down"))
arrow.removeClass("down");
arrow.addClass("up");
$(this).parent().find(".menus").toggle();
var convergedHTML="none";
var url="'"+document.location+"'";
var isKOS="false";
var isConvergeFieldStr="false";
var index=url.indexOf("simple-search");
var filed=$("#tfield1").attr("value");
if(isKOS=="true" && isConvergeFieldStr=="true" && (index!=-1) && (convergedHTML=="" || convergedHTML.indexOf("无")!=-1))
var kosAreaHTML="";
$("#list_2").html("DDC Clustering"+kosAreaHTML);
var covergeURL=document.location+"&converge=true"+"&rnd="+new Date().getTime();
var divConvergeHeightOld=$("#list_2").height();
$.get(covergeURL,
function(data){
if(data.substring(0,2)=="ok")
data=data.substring(3);
$("#list_2").html(data+kosAreaHTML);
$("#list_2").html("无"+kosAreaHTML);
/*if(data.indexOf("无")!=-1)
$("#list_2").height(20);
$("#list_2").width("auto");
var divConvergeHeightNew=$("#list_2").height();
var heightDiff=200-divConvergeHeightO
if(divConvergeHeightNew>=200)
$("#tdConverge").height(200);
$("#LeftPane").height($("#LeftPane").height()+heightDiff);
$("#RightPane").height($("#LeftPane").height());
$("#MySplitter").height($("#LeftPane").height());
$(".vsplitbar").height($("#LeftPane").height());
document.getElementById("LeftPane").style.height=$("#LeftPane").height();
document.getElementById("RightPane").style.height=$("#LeftPane").height();
document.getElementById("MySplitter").style.height=$("#LeftPane").height();
alert(document.getElementById("MySplitter").style.height);
$(".converge").css("cursor","pointer");
$(".converge").css("color","#1F5B97");
$(".converge").mouseover(function(){
$(this).addClass("over");
}).mouseout(function(){
$(this).removeClass("over");})
$(".converge").click(function(){
//$("#tabNav").css("display","none");
$("#tabSearchResult").css("display","none");
$("#convergeResult").html("");
var searchResultHtml=$("#tabSearchResult").html();
var titleThis="";
$.get("converge-by-key",
{"item_id":$(this).attr("id"), "rnd":new Date().getTime()},
function(data){
$("#convergeResult").html(titleThis+data);},
$(".converge").removeClass("selected");
$(this).addClass("selected");
$("#navigation").treeview({
persist: "location",
collapsed: true,
unique: false
题名: 博士论文-CMS实验中B±-&Ｊ/ψK±微分截面的测量
学位类别: 博士
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
学位专业: 粒子物理与原子核物理
中文摘要: 2010年3月大型强子对撞机（LHC）实现了7 TeV质心系能量下的稳定运行，为高能强子对撞中重味夸克产生截面的测量提供了良好的实验平台。本文在大型强子对撞机的CMS实验上利用B±->Ｊ/ψK±,Ｊ/ψ->Mu+Mu-衰变道测量了B+介子对横动量和快度绝对值的微分截面，测量共计使用了8.65/pb数据。这是第一次在如此高的能量下对B+介子截面进行的测量，它为检验QCD理论的正确性提供了可靠的实验依据。;
在截面测量的过程中，本文将重点放在了事例重建、效率确定和系统误差分析三个方面。;
在事例重建中，综合考虑CMS物理事例率的带宽限制和较高的事例重建效率的要求，本文选择了HLT_DoubleMu0的高阶触发条件,它要求在第三级的高阶触发层面上至少重建出两个缪子，对缪子的横动量不做任何要求。针对Ｊ/ψ衰变的末态粒子只有两个异号的缪子这一特点，本文B±介子事例的重建是从异号双缪共振峰的寻找开始的。在重建出双缪的不变质量谱后，本文挑选Ｊ/ψ共振峰下的双缪事例与一条随机的径迹做Kalman运动学拟合重建出B±介子。最终，使用了两维的不分bin的最大似然拟合的方法提取出每个bin内的信号事例数。;
在效率的确定中，本文首先从事例重建的方法出发，将效率分解为接受度效率，触发效率和B±介子候选者重建效率。制定了以MC确定总效率，用真实数据做修正的总原则。具体分析指，首先使用MC的信号样本总体上计算出事例重建的总效率，然后利用Tag-And-Prob的方法使用真实数据确定出部分重建效率，进而将这部分效率与MC样本对应的效率做对比，计算出效率的修正因子。;
本文的最后一部分，着重分析了在事例重建和效率确定过程可能的系统误差来源与估计方法。最终确定出在截面测量的过程中，主要的系统误差包括分支比系统误差、接受度系统误差、MC样本统计量系统误差和亮度测量的系统误差。;
最终，在7 TeV质心系能量下质子质子对撞中B+强子在横动量大于5GeV/c，快度绝对值小于2.4的相空间内产生总截面为35.3±1.6±1.9±1.4ub。与NLO QCD理论和Pythia预言的截面相比，真实数据测量的微分截面在形状上符合较好，在数值上处于这两种理论之间。
语种: 中文
Appears in Collections:
Files in This Item:
File Name/ File Size
Content Type
藏京京博士2011.pdf（7691KB）学位论文--限制开放
作者单位: 中国科学院高能物理研究所
Google Scholar
CSDL cross search
Related Copyright Policies
Social Bookmarking
Items in IR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.&}