【LHC的奇迹】第三集：项目正式批准

作者: wave酱

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在上一集，我们提到，当欧洲筹备建造LHC时，美国则在建设能量更高的对撞机SSC。 尽管许多CERN的物理学家选择坚持LHC计划，而非前往美国参与SSC，但争议仍未平息。

1993年，全球粒子物理学界传来一个震惊的消息：SSC项目被终止了。 这一消息犹如一道晴天霹雳，让无数科研人员感到震惊和遗憾。 美国超导超级对撞机SSC原本以其20TeV的质子对撞能量（远超LHC设计的14TeV）彰显技术霸权野心，而造价也从1987年的44亿美元暴涨至1993年的110亿美元。 这个周长87公里的庞然大物最终在1993年10月被美国国会以”过度奢侈”为由终止，成为科学史上最昂贵的未完成项目。 它的取消也意味着美国放弃了追求更高能量对撞机的梦想。

那时，大型强子对撞机LHC才真正走到了粒子物理学界的中心。关于欧洲是否参与SSC的争论，终于得到了平息。 可是，讽刺的是，这个本应为CERN带来平静的事件，却没有消除一切疑虑。 人们却反过来开始质疑：既然美国已经决定放弃建造对撞机，为什么我们还要继续投入巨额资金去做同样的事情？ 这似乎是个无解的问题。这个问题的答案与当初“美国有了SSC，CERN为什么还要建LHC”的答案是一样的： 美国的决定是美国的事，而CERN必须根据自身的情况，做出最合适的选择。 CERN最终没有加入SSC，选择了独立建设LHC。回望今天，这一决策显得极为明智。 若CERN加入SSC，那么一切决策权将掌握在美国手中，这显然带来不小的风险。 而选择LHC，虽然技术上竞争力略显不足，但却是一个稳妥的保守选择。 当时，日本全力支持SSC，最终只能眼睁睁地看着它宣布终止，这样的教训让CERN更加坚定了自己的决策。 在上集，我们提到，1992年CERN理事会宣布‘LHC将是CERN的下一个重大项目’，这意味着LHC成为CERN的工作重心，但并不代表建造已经获得批准。 随着LHC失去竞争对手，接下来CERN面临的核心问题便是如何解决经费和技术准备，以确保LHC能够获得批准。 为了获得批准，CERN开展一系列的技术研发，尤其是二合一磁铁的研发。 这个技术对于LHC至关重要，因为在此之前，二合一磁铁从未成功过。 就在此时，德国电子同步辐射加速器中心的Wick教授公开表示，二合一磁铁的技术方案根本不可行。 德国甚至提出了一种替代方案——建造一台直线对撞机来代替LHC。面对这样的质疑，CERN没有放弃，而是默默进行着技术攻关。 终于，在1994年，二合一磁铁的原型机成功研发，技术障碍得以突破，为LHC的批准扫清了技术方面的障碍。

然而，资金问题依然没有得到解决。CERN的多个成员国对于投入巨额资金建设LHC心生疑虑，认为这笔钱的投入过于庞大，风险太高。 面对这种局面，CERN提出了一个折中的方案——“部分磁铁方案”。在这个方案中，CERN决定只建造LHC设计的2/3规模，以减少建设成本。 虽然这一方案大大缩小了LHC的规模，但也显著降低了预算。 这个方案最终获得了批准，CERN委员会同时要求LHC管理层在两年内找到额外的资金，以实现LHC的“完整方案”。 “部分磁铁方案”LHC真的可以称得上是智慧的妥协。 与此同时，LHC的支持者们没有停下脚步，CERN开始积极向其他国家寻求支持，尤其是日本、美国、俄罗斯和印度。 最终，日本同意为LHC提供3亿瑞士法郎，并要求部分资金在日本国内使用，进一步推动了超导线缆的订单。 美国在SSC项目被取消后，决定将部分遗产投入到LHC项目中，最终，美国为LHC提供了价值2亿美元的四极磁铁，同时也为CMS和ATLAS实验提供了支持，总计贡献了5亿美元。 然而，1996年，德国突然宣布将减少对CERN的资助，这一消息让整个CERN陷入了困境。 德国削减的资金约为6至7亿瑞士法郎，这一削减引发了CERN委员会的激烈讨论。 为了弥补这部分缺口，CERN与日本、印度、俄罗斯和加拿大等非成员国达成了合作协议，进一步保证了LHC的顺利推进。 尽管如此，这一削减措施依然引起了CERN内部的强烈反应。 CERN的工作人员认为，这种决定可能会影响CERN的科学未来，甚至有人指责CERN委员会为了省钱而牺牲了科学事业的长远发展。 美国方面也强烈反对，明确表示：美国给CERN的资助是用来推进LHC建设的，而不是为了弥补成员国的资金不足。

最终，1996年年底，CERN委员会批准了LHC的完整建设计划，并且接受了削减经费的提议。这一决定标志着LHC项目的最终启动。 1997年，Maiani和 Lyn Evans成为了团队的领导者，LHC的建设团队正式成立。 到1999年，LHC项目的进展已经相当顺利，虽然遇到了一些常见的困难，但技术攻关的成果逐步显现，尤其是在磁铁制造方面，CERN取得了突破性的进展。 那么LHC的建设会一帆风顺吗，请看下集。