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未来环形对撞机:CERN计划建造的91公里对撞机

2026年5月,CERN正式批准91公里的未来环形对撞机(FCC)作为大型强子对撞机的继任者。这个190亿美元的项目面临40亿欧元的赤字以及中国CEPC暂停后的地缘政治风险。关于开工的最终决定预计在2028年做出。

CERN选择了91公里的FCC对撞机:接下来会发生什么?
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欧洲核子研究中心正式批准91公里未来环形对撞机计划

欧洲核子研究组织宣布,选择91公里对撞机作为大型强子对撞机的继任者。该项目耗资约190亿美元,旨在详细研究希格斯玻色子并寻找新物理学。


深度解读:欧洲核子研究中心如何借助中国的暂停赢得物理学未来竞赛,但仍面临40亿美元资金缺口

[核心要点]:真实情况

2026年5月22日,欧洲核子研究中心正式宣布,91公里的未来环形对撞机被选为大型强子对撞机的官方继任者。乍看之下,这是欧洲物理学界的常规决策。实际上,这是欧洲核子研究中心精准利用地缘政治机遇的结果。

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为何重要。 过去五年,高能物理学界呈现双头垄断格局:欧洲的未来环形对撞机(91公里,190亿美元)和中国的环形正负电子对撞机(100公里,估计50-70亿美元)。两个竞争项目,两个争夺“世界首个希格斯玻色子工厂”头衔的竞争者。2025年底,意外发生了:中国暂停了环形正负电子对撞机

欧洲核子研究中心总干事法比奥拉·贾诺蒂随后说了通常不会公开的话:“环形正负电子对撞机的暂停对欧洲核子研究中心而言是一个机遇。”用欧洲核子研究中心的外交语言,这相当于胜利之舞。现在,2026年5月,随着欧洲粒子物理战略更新,未来环形对撞机成为该领域的唯一玩家。

但问题是,政治窗口打开了,但钱包并未完全跟上

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仅第一阶段——未来环形对撞机-电子正电子对撞机,计划于2040年代中期启动的电子-正电子对撞机——就耗资150亿瑞士法郎(约190亿美元)。其中一半来自欧洲核子研究中心成员国。欧盟承诺在2027年考虑提供30亿欧元。私人捐助者在2025年12月承诺了8.6亿欧元(约9.3亿美元)。但即便如此,仍有约40亿瑞士法郎的资金缺口。

这就是头条新闻没有说的:欧洲核子研究中心赢得了竞赛,但缺乏冲刺阶段的资金。


时间线与背景

技术架构。 未来环形对撞机并非一个对撞机,而是同一隧道中的两个:

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  • 未来环形对撞机-电子正电子对撞机(电子-正电子,2040年代)——运行能量高达0.365 TeV。其目标是以前所未有的精度产生和研究希格斯玻色子。电子-正电子碰撞提供“干净”的信号,不同于产生大量碎片的质子碰撞。
  • 未来环形对撞机-强子对撞机(质子-质子,2070年代)——在未来环形对撞机-电子正电子对撞机项目结束后,设备将被拆除,安装新的加速器,以高达100 TeV的能量碰撞质子。这比当前大型强子对撞机强大7倍。但这是为你孙辈准备的项目。

为何如此遥远? 91公里隧道平均深度200米,位于瑞士和法国地下,需挖掘900万立方米岩石。仅挖掘就需要5-7年。然后是磁铁安装、超导射频腔、探测器。时间表紧凑:如果欧洲核子研究中心理事会在2028年做出最终决定,建设将于2030年开始。

关键日期:

  • 2020年——欧洲粒子物理战略将“希格斯工厂”列为大型强子对撞机后的最高优先事项
  • 2025年——可行性研究完成,涉及1500名专家
  • 2025年12月——中国暂停环形正负电子对撞机,将其排除在下一个五年计划之外
  • 2026年5月22日——欧洲核子研究中心正式批准未来环形对撞机为下一个对撞机
  • 2026年5月18日至10月2日——瑞士公众咨询
  • 2026年6月2日至10月1日——法国公众辩论(国家公共辩论委员会)
  • 2028年——欧洲核子研究中心理事会最终决定是否开始建设
  • 2030年——隧道建设开始
  • 2045-2048年——未来环形对撞机-电子正电子对撞机首次调试

谁赢谁输

赢家#1:欧洲核子研究中心作为一个机构。 2026年,该组织成立72周年。它经历了冷战、技术范式转变和希格斯玻色子的发现。但2040年后,当大型强子对撞机关闭时,欧洲核子研究中心将失去存在理由。未来环形对撞机赋予它另外50年的生命。此外,他们正在重复1980年代成功的模式:先建造大型正电子对撞机(27公里电子-正电子对撞机),然后在同一隧道中放置大型强子对撞机。现在,规模扩大到91公里。

赢家#2:马克·汤姆森(欧洲核子研究中心新任总干事)。 汤姆森于2026年初接替法比奥拉·贾诺蒂上任。他立即接手了欧洲核子研究中心历史上最大的项目。如果他引导未来环形对撞机通过资金和建设,他将与罗尔夫-迪特尔·霍伊尔(大型强子对撞机)一起载入史册。否则,他的名字将与失败联系在一起。

赢家#3:已承诺8.6亿欧元的私人捐助者。 其中包括福布斯榜单上的名字——希望触及“基础物理学”的科技亿万富翁。对他们而言,这是慈善、税收减免和历史地位。但有一个问题:他们的资金仅占所需金额的5%。如果各国拒绝支付,这无法拯救项目。

输家:中国科学院和环形正负电子对撞机。 中国花费多年开发环形正负电子对撞机技术设计,于2025年发布最终技术报告,并获得国际专家好评。2025年12月,项目暂停。官方原因是“优先事项重新评估”。非官方原因是,在当前经济环境下,北京不愿支付更高价格。中国科学院高能物理研究所所长王贻芳当时表示:“我们将在2030年提交新申请;但如果欧洲在此之前启动未来环形对撞机,我们将考虑加入未来环形对撞机而非自行建造。”这是外交上的认输。

输家#2:德国——欧洲核子研究中心最大的年度捐助国。 德国原则上支持未来环形对撞机,但拒绝了通过欧盟预算的拟议资金机制。柏林不希望欧洲资金(德国已是最大净捐助国)流向主要惠及欧洲核子研究中心和瑞士的项目。这是典型的欧洲钱包之争,只会愈演愈烈。

沉默的输家:美国物理学界。 美国人没有未来环形对撞机的等价物。他们的下一个大项目是布鲁克海文的电子-离子对撞机(建设已开始,2030年代启动),但那是一个完全不同的科学目标。尽管美国物理学家的战略计划设想对未来环形对撞机贡献10-30亿美元,但国会尚未拨款一分钱。如果美国袖手旁观,其最优秀的年轻物理学家将前往欧洲——这是1950年代人才外流的逆转。


媒体未提及的内容

洞察#1. 2026年5月的决定不是“绿灯”而是“黄灯”。

头条新闻高呼:“欧洲核子研究中心批准建设!”现实:欧洲核子研究中心理事会(23个成员国的代表)仅将未来环形对撞机纳入更新的欧洲粒子物理战略。这是政治信号,而非开始建设的法律义务。最终决定不会在2028年前做出。

这意味着什么?德国、法国和英国有三年时间进行谈判。他们可以要求降低成本(正在讨论“精简版”,用两个探测器代替四个,节省约15%——超过20亿美元)。他们可以坚持重新分配捐款。他们甚至可以简单地将决定推迟到2030年,希望经济形势好转。

洞察#2. 2026年的公众咨询可能从地方层面扼杀项目。

2026年5月18日,瑞士在独立担保人主持下开始了为期四个月的公众咨询。6月2日,法国在国家公共辩论委员会下启动类似程序。

听起来像官僚形式?不。1990年代大型强子对撞机建设期间,当地居民曾严重抗议——噪音、振动、地下水担忧。现在隧道将经过日内瓦湖和阿尔卑斯山麓。反对团体已经形成,声称建设将破坏日内瓦供水并损害法国萨瓦的农田。

如果国家公共辩论委员会出具负面意见,法国政府可能否决该项目。没有法国(两个东道国之一),未来环形对撞机不可能实现。

洞察#3. 未来环形对撞机的物理学项目无法证明190亿美元在其他挑战面前的合理性。

这是最令人不安的问题,物理学家不愿公开讨论。未来环形对撞机将带来什么新东西?

  • 将希格斯玻色子特性精度从当前的10-20%提高到1%
  • 在大型强子对撞机无法达到的能量下寻找超对称性
  • 通过直接或间接信号研究暗物质

但这些都不保证“突破”。未来环形对撞机可能仅仅显示标准模型即使在100 TeV下也有效——没有新粒子。这在科学上意义重大(排除了特定质量以上的超对称性),但不会像希格斯发现那样改变我们对宇宙的理解。

因此问题出现了:190亿美元是否是资源的正确分配?这笔钱可以建造数十个太空望远镜,资助聚变突破(国际热核聚变实验堆已耗资200亿欧元),或发射前往木卫二的带有冰下探测器的任务。但这些替代方案从未在欧洲核子研究中心讨论——因为欧洲核子研究中心只存在于高能物理学。


预测:未来30天和90天

30天(2026年6月):

  • 6月22-26日——欧洲核子研究中心理事会会议。 这是关键事件。在此会议上,成员国将提出初步资金立场。德国可能确认原则支持,但对贡献机制提出条件。法国(东道国)必须正式宣布启动国家项目评估——这将在6月2日开始的法国国家公共辩论委员会公众辩论背景下进行。
  • 预计发布详细财务计划。 欧洲核子研究中心必须展示如何填补40亿瑞士法郎缺口。主要来源:日本(迄今沉默)、美国(10-30亿美元——但国会未拨款)、阿联酋(意外兴趣,大使级接触)。如果到6月底没有至少一个非欧洲国家的书面承诺,欧洲核子研究中心债券(是的,他们发行欧元债券)的投资者可能开始紧张。

90天(2026年8月):

  • 法国公众咨询结束(10月1日)。 国家公共辩论委员会将在10月上旬发布意见。可能情景:“附带20-30项环境条件的有利意见”。这不是否决,但也不是全权委托。欧洲核子研究中心将不得不额外花费2-3亿欧元用于地下水保护和降噪措施(禁止夜间施工,24/7振动监测)。
  • 中国将就环形正负电子对撞机发表非正式声明。 预计王贻芳在8月国际高能物理会议上发表评论。最可能的是,他会说“中国继续研究建造环形正负电子对撞机的可能性,但优先考虑与国际伙伴合作”。这是外交说法:“我们不建,但希望参与未来环形对撞机,以便我们的科学家不落后。”如果发生,欧洲核子研究中心将获得强大的政治牌,以说服德国的怀疑者。
  • 与欧盟委员会就30亿欧元展开谈判。 2028-2034年欧盟预算已在讨论中。未来环形对撞机将与国防项目(2022年后欧盟优先事项已转移)、气候倡议和数字转型竞争。获得全额30亿欧元的概率:40%。获得15亿欧元的概率:80%。欧盟预算减少直接导致“精简版”未来环形对撞机,配备两个探测器。

未来12-24个月的主要风险: 2026-2027年全球经济衰退(一些经济学家已预测2026年下半年欧元区衰退)。如果经济恶化,德国和法国可能冻结对欧洲核子研究中心的捐款。与美国不同(科学由国会资助,通常不受经济形势影响),在欧洲,欧洲核子研究中心的预算直接取决于成员国的财政部。2010年欧元区危机期间,欧洲核子研究中心不得不冻结工资并将大型强子对撞机升级推迟两年。对于190亿美元的未来环形对撞机,这样的延迟意味着将启动从2045年至少推迟到2048年。

但欧洲核子研究中心经历过更糟的情况。它在美国超导超级对撞机1993年取消中幸存(德克萨斯州已挖掘22公里隧道;项目被废弃)。它经历了冷战、2008年金融危机和疫情。现在,它拥有成功最需要的东西——政治意愿和没有竞争对手。剩下的只是找到190亿美元。细节。

— Editorial Team

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