揭示宇宙秘密的巨型对撞机
位于日内瓦欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）全长 27 公里，是世界上最大、最强大的粒子加速器。大型强子对撞机于 2008 年投入使用，除其他重大发现外，它还在 2012 年证实了希格斯玻色子的存在，而这种粒子在理论上已经存在了 50 年*。
尽管令人印象深刻，但大型强子对撞机的寿命已接近尾声。科学家（利用统计模型）估计，它的发现潜力将在 2040-2045 年左右达到极限。负责 FCC 可行性研究的团队成员 Yann Léchevin 说，下一步就是 "FCC，即未来环形对撞机"。今年春天，欧洲核子研究中心公布了这项仍在进行中的研究的新细节，证实了物理学家们的目标远比LHC更为宏大。
如果按照目前的计划建造，FCC 环将绵延 91 公里，是大型强子对撞机长度的三倍多。它将环绕日内瓦，并从日内瓦湖下穿过。因此，它需要比大型强子对撞机管道埋得更深。“深度在150到450米之间，”Yann Léchevin解释道，“具体深度仍在研究中。”
八个带有竖井的地点将为建筑工程、实验准备以及电力、冷却、空气和通信管道提供进入环形空间的通道。“将挖掘四个长 66 米、高 35 米的实验洞穴。它们将容纳观测粒子碰撞的探测器。”还有几个技术洞穴，它们更长，但更低。FCC 将与欧洲核子研究中心现有的加速器群相连接。“注入 FCC 的光束将在欧洲核子研究中心准备好。”
但事实上，三倍长的加速器将如何改善对比沙粒小数十亿倍的粒子的观测呢？让它们的速度更快？“不，大型强子对撞机已经能以最大速度--光速--推动它们了。更大的加速器将提高光度，从而提高观测质量。”
简单来说，Yann Léchevin把加速器比作我们研究车辆通行的环岛。如果说大型强子对撞机的弯道半径和设备可以让我们观察摩托车的行为，那么FCC的弯道半径和设备（更大、配备更强大的电磁铁）则可以让我们观察火车的行为！"通过速度保持不变，但光束束和能量要大得多"。现象变得更加清晰可见。"你可以放大看到更多新的东西"。
FCC在观察质量上的提升承诺分为两个阶段。
首先是电子-正电子加速器（FCC-ee）。绰号 "希格斯工厂"。到2048年，它将让人们更好地了解这些著名的玻色子和 "弱力"（四种基本力之一）。"多亏了这台加速器，我们还能更好地确定第二阶段的领域，这将由质子-质子加速器 FCC-hh 进行研究"。
第二台加速器计划于 2065 年投入使用，它的目标是 "圣杯"。这个 "打了类固醇的大型强子对撞机 "将使对撞能量达到 100 万亿电子伏特，从而粉碎目前加速器的 13.5 万亿电子伏特。
欧洲核子研究中心（CERN）的物理学家们热情洋溢，随时准备为您总结："欧洲核子研究中心（FERN）是目前世界上唯一一台能够实现 100 万亿电子伏特能量的对撞机： 欧洲核子研究中心的物理学家们热情洋溢地为您总结道："FCC 是唯一能够带领我们在物质研究领域取得巨大飞跃的机器"。
研究人员希望能够证实以前从未观测到的粒子的存在；最终了解什么是暗能量和暗物质（它们占宇宙的 95%，但仍然是一个谜）；了解为什么物质比反物质多得多。他们的热情是可以理解的。
剩下的就是建造机器了。
与大型强子对撞机不同的是，大型强子对撞机是嫁接到欧洲核子研究中心另一个加速器的现有基础设施上的，而在这里，他们必须从零开始。因此，仅第一阶段的成本估计就高达 170 亿欧元。
就形式而言，Yann Léchevin 强调说："我们坚持使用我们已经知道的东西。FCC 的设计与大型强子对撞机的设计没有太大区别。洞穴和通道的大小相当。隧道的直径也是如此，而且仍然不大：5.50 米，比穿越阿尔卑斯山的公路隧道窄得多"。
只有 FCC 的长度是前所未有的。长达 91 公里的隧道从一座城市、西欧最大的湖泊和两条河流下穿过。这一切都发生在一个以地质复杂而闻名的地区。
目前，可行性研究正在努力解决这一问题。
其目的是验证所选路线（在考虑的一百多条路线中）是否可行。"我们必须检查地质地层、是否有水、底土是否稳定等等"。
可以想象，像未来环形对撞机这样的科学基础设施已经超出了欧洲核子研究中心及其 23 个成员国的范围。扬-莱切万（Yann Léchevin）解释说："我们正在讨论创建一个世界级的机器"。"未来环形对撞机是欧洲粒子物理战略的一部分，而欧洲粒子物理战略又与整个国际科学界息息相关"。
地质研究还将确定八个竖井的位置。这一点非常重要，因为它们将是加速器唯一可见的部分。这项研究已经考虑到了对视觉和环境的影响（这对竖井的数量和路线的选择都有影响），但还需要进一步减少不同位置的影响。
可以想象，像未来环形对撞机这样的科学基础设施已经超出了欧洲核子研究中心及其 23 个成员国的范围。扬-莱切万（Yann Léchevin）解释说："我们正在讨论创建一个世界级的机器"。"未来环形对撞机是欧洲粒子物理战略的一部分，而欧洲粒子物理战略又与整个国际科学界息息相关"。
Yann Léchevin. "FCC是欧洲粒子物理战略的一部分，而欧洲粒子物理战略又与整个国际科学界息息相关"。
欧洲粒子物理中心的可行性研究由欧洲核子研究中心（CERN）负责协调，大约十年前启动，涉及众多合作伙伴（147 个研究所、30 家公司和 34 个国家！）。
他们的最终报告预计将于 2025 年完成。如果该项目及其资金获得批准（约 2028 年），那么 FCC 将于 2033 年开始建造......以便在 2065 年至 2090 年期间对质子碰撞进行最佳观测。
因此，那些梦想着 FCC 并正在为之努力的物理学家们今天将无法享受它了。那又怎样呢？"这就是这个概念的核心所在：我们正在为后代人打下基础。大型强子对撞机是我们的机器，FCC 将是他们的机器。我们的职责是及时建造它，以便我们的子孙后代能够在宇宙知识方面取得进步"。
