希格斯玻色子的碳足迹是多少？
发布时间：2022-11-16 20:01:58 所属栏目：外闻 来源：网络
导读： 欧洲核子研究中心（CERN）领导的一项分析指出，任何一台超级对撞机都将长达数公里，消耗的能源相当于一个中等城市，但不同设计产生的碳足迹也大不相同。
上个月发表在《欧洲
上个月发表在《欧洲
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欧洲核子研究中心（CERN）领导的一项分析指出，任何一台超级对撞机都将长达数公里，消耗的能源相当于一个中等城市，但不同设计产生的碳足迹也大不相同。 上个月发表在《欧洲物理杂志Plus》的一项研究发现，CERN提出的一台机器——位于瑞士日内瓦附近的未来环形对撞机（FCC），只需要使用其最耗能的竞争对手1/6的能量，就可以达到同样的物理目标。 长期支持建立FCC的作者说，考虑到CERN90%以上的电力来自无碳能源，如核能，FCC的碳足迹将仅为污染最严重的替代能源的1%。 CERN已经拥有世界上最强大的粒子加速器——大型强子对撞机（LHC）。2012年，LHC发现了希格斯玻色子，这种粒子与赋予物质质量的场有关，但LHC产生的希格斯玻色子很少。目前物理学家想要耗资数十亿美元打造“希格斯工厂”，用来专门生产这种粒子，并希望通过对它们的精确研究，发现令人兴奋的成果。 CERN的Patrick Janot和日内瓦大学的粒子物理学家Alain Blondel，利用已公布的5个主要“希格斯工厂”的设计细节，计算了每一个希格斯玻色子的能量消耗。除了FCC和中国提出的环形正负电子对撞机（CEPC）外，他们还研究了3个线性对撞机——日本计划已久的国际线性对撞机（ILC）、CERN的紧凑型线性对撞机（CLIC）和美国紧凑型加速器“冷铜对撞机”（C3）。 研究每一个希格斯玻色子的能量消耗是有意义的，Janot说，因为“科学研究的能力与产生的希格斯玻色子数量直接相关”。环形对撞机的年能量消耗与线性对撞机相似，但它产生希格斯玻色子的速度更快，因此可以在更短时间内达到相同的科学目标。 研究人员发现，每产生一个希格斯玻色子，FCC将消耗3兆瓦时的电力；CEPC紧随其后，每个玻色子的能量消耗为4.1兆瓦时；C3则因每个玻色子消耗能量18兆瓦时而垫底。 英国伦敦大学皇家霍洛威分院的粒子物理学家Veronique Boisvert说，在选择下一台加速器时，碳排放和成本一样重要。她补充说，作者的方法是估算这些排放量的第一步。但是，每一个设施的建造和退役所产生的碳排放，以及探测器产生的温室气体，都没有被纳入这项研究中，这最终可能和它们运行时的碳足迹一样重要。 未来，对撞机的碳足迹将是一个非常重要的问题。据《自然》杂志报道，中国科学院高能物理研究所所长王贻芳对此表示赞同。他说，这项研究的方法是合理的，但其使用的许多数据都是基于可能发生变化的假设。他补充说，与目前的估计相比，正在为CEPC改进技术的努力可以减少10%的能源消耗。 美国斯坦福大学粒子物理学家Caterina Vernieri说，C3背后的物理学家也在努力提高能源效率，并探索用可再生能源驱动运行的方法。 Boisvert说，事实上，许多潜在的东道国都计划在2050年或更早之前实现零碳电网。 Janot说，目前，运行一台对撞机的碳足迹通常比建造对撞机的碳足迹要大。他指出，当电力实现无碳排放时，与土木工程相关的排放量可能也会下降。如果算上建筑产生的排放，FCC每个希格斯玻色子的碳足迹大约会翻一番，但总排放量仍远低于线性加速器单独运行时的碳排放。 （编辑：广州站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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