Yang Zhenning, Çin'in bu konuya 30 milyardan fazla harcaması gerekip gerekmediğine karşı çıkmak için elinden geleni yaptı mı?
Orijinal başlık: Birleşik Devletler atını kovdu, Japonya gecikti, Yang Zhenning ona karşı çıkmak için elinden geleni yaptı, Çin buna 30 milyardan fazla harcamalı mı?
29 yıl önce 21 Temmuz 1990'da Pekin Pozitron Çarpıştırıcısı resmi olarak ulusal kabulü geçti.
Xinhua Haber Ajansı'nın o zamanki raporu, bu başarıyı şu şekilde değerlendirdi: Bu, atom ve hidrojen bombalarının başarılı bir şekilde patlaması ve yapay uyduların fırlatılmasının ardından Çin'in yüksek teknoloji alanında yaptığı bir başka büyük atılım.
Tayvan'daki "China Times" Mayıs 1992'de, parçacık çarpışma verilerini analiz edip inceledikten sonra, ağır ve hafif parçacıkların kütlesinin yüksek doğrulukla ölçülebildiğini ve bu da mevcut uluslararası sonuçlardan beş kat daha doğru olduğunu bildirdi. "Çinliler ilk kez küresel araştırma sonuçlarına tamamen kendi başlarına ulaşıyorlar."
Çinlilerin Pekin'de elektron-pozitron çarpıştırıcısını inşa etmesi çok kısa bir zaman aldı ve o zamandan beri bir dizi en son çalışma yapıldı. Stanford Hızlandırıcı Merkezi'nden Panowski, "Çinli fizikçiler bilinen parçacıkların ölçümünde Batı'nın önündeler ve Batı'dan daha doğrular." Dedi.
Çin Bilimler Akademisi Yüksek Enerji Enstitüsü, yüksek enerji fiziği alanında dünya sınırına yaklaşma hızını hızlandırmak için 2012 yılında iddialı bir şekilde, Higgs bozonunun ("Tanrı parçacığı") tespitini hızlandırmak için Çin'de yeni nesil bir parçacık çarpıştırıcısı inşa etme planını önerdi. ), parçacık, evreni anlamak için kritik olan kütlenin varlığını açıklayabilir.
Çin yeni nesil bir parçacık çarpıştırıcısı yapmalı mı? Bu argümana kabul edilen bir cevap yok. Bu konuyu çevreleyen büyük tartışmalar medyada sıklıkla görülmektedir.
Ku Amca bugün, yeni nesil bir parçacık çarpıştırıcısı yapmak üzerine farklı görüşlere sahip iki makale seçti.Umarım herkes bu yüksek teknoloji alanını daha kapsamlı bir şekilde anlayabilir.
Higgs parçacığı 2012'de CERN araştırmacıları tarafından keşfedildikten kısa bir süre sonra, bilim adamları, kütlesinin önceki bazı teorilerin beklediği kadar yüksek olmadığını hemen fark ettiler. Bu aynı zamanda doğrudan araştırma için elektron-pozitron çarpıştırıcısını oluşturmanın zorluğunun modern insan mühendisliğinin erişebileceği anlamına gelir. Bu aynı zamanda fizikçilerin Higgs parçacığı üzerinde doğrudan araştırma umudunu görmelerini sağlar.
Çin'deki yüksek enerjili fizik topluluğu, onlarca yıllık sıkı çalışmanın ardından, bu konudaki araştırmanın ön saflarına giden yolu yavaş yavaş buldu ve bu alandaki uluslararası eğilime liderlik etme umudunu da gördü. Çin Bilimler Akademisi Yüksek Enerji Enstitüsü, Çinin mühendislik ve imalat endüstrilerinin son birkaç on yılda hızla gelişmesiyle birleştiğinde, 2012 yılında Çin'de yeni nesil bir parçacık çarpıştırıcısı (CEPC) yapmayı iddialı bir şekilde önerdi. Makine) planı.
Belki de pek çok insan, son birkaç yılda Çin'in yüksek enerjili fizik topluluğundaki pek çok akademisyenin yeni nesil parçacık çarpıştırıcısının teknolojisi üzerine sessizce ön araştırma ve keşif çalışmaları yürüttüğünü anlamıyor.
Çarpıştırıcının araştırmasını çarpıştırıcı partikül enjeksiyonu ve boşaltma, partikül ışın akımı, partikül odaklama, manyetik alan, vakum, kontrol ve diğer sistemlerin yanı sıra dedektör izleme tanıma, partikül tanımlama, enerji ölçüm sistemi vb. On birim, araştırma için farklı alanlarda uzman bir ekibe tahsis edildi ve projenin inşaat mühendisliği inşaatının tasarımı ve değerlendirilmesi profesyonel bir inşaat mühendisliği şirketine verildi.
Bu uzman ekiplerin araştırma ve simülasyon sonuçları nihayet iki ciltte birleştirildi, toplam 900 sayfadan fazla "CEPC Kavramsal Tasarım Raporu (Cilt I, Cilt II)" Dünyaca ünlü uzmanların ve akademisyenlerin katılımıyla yenilik ve fizibilite incelemesinin ardından 2018 yılında tamamlandı. Yıl sonunda dünyaya açıldı.
(Resim, "CEPC Kavramsal Tasarım Raporu" nun yayınlandığı gün CEPC ekibi, uluslararası danışma komitesi ve CEPC Kavramsal Tasarım Raporu'nun uluslararası inceleme komitesinin bazı üyelerini göstermektedir. Kaynak: Çin Bilimler Akademisi Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü)
Ancak, planın uygulamaya konulmasından sonraki yıllarda CEPC, kamuoyunun girdabına girdi. Daha önce, Bay Yang Zhenning, Çin Bilimler Akademisi Üniversitesinde bir konuşma yaptı ve halkı bir kez daha büyük bir çarpıştırıcı yapıp yapmama konusunda patlattı.
Pek çok netizen sıraya girdi ve belirli bir bakış açısına desteklerini veya muhalefetlerini ifade etti.
Bu anlaşmazlıkların odak noktası nedir?
Asıl soru şu: CEPC'yi inşa etmek için bu kadar çok para harcamaya değer mi?
1
Yeni nesil parçacık çarpıştırıcının kullanımı nedir?
Pek çok insanın anlamadığı şey, Çin'de tasarlanan dairesel elektron-pozitron çarpıştırıcısının (CEPC) halihazırda çalışmakta olan Avrupa Büyük Hadron Çarpıştırıcısından (LHC) daha düşük enerjiye sahip olmasıdır. Yeni nesil bir parçacık çarpıştırıcısı olacaksa, neden Enerjisi mevcut çarpıştırıcılar kadar iyi değil mi?
(Resim, CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısının parçacık ışını boru hattını göstermektedir. Kaynak: CERN)
Bunun nedeni, Çin tarafından tasarlanan LHC ve CEPC'nin, sırasıyla yüksek enerji fiziğinin "enerji sınırı" ve "parlaklık sınırı" nı temsil eden iki tür çarpıştırıcı olmasıdır.Yüksek enerji fiziğinin bu alanındaki keşif ve araştırma, enerji sınırı ve parlaklıktır. Ön kenarın dönüşümlü yükselme süreci.
Sözde "enerji sınırı", bilinmeyen parçacıkları veya olayları keşfetmek için daha yüksek enerjiyle çarpışan karmaşık yapılara sahip parçacıkların kullanılmasıdır. Bu, "mucizeler yaratmak için büyük çabalar gösterme" sürecidir. Yeni fiziği keşfetmek için LHC'yi kullanmak, büyük miktarda dağınık veriden yeni parçacıkları veya yeni fenomenleri tarama ve bulma sürecidir.
Örneğin, LHC'deki parçacıklar, çeşitli eşyalarla dolu yük trenleri gibidir.Enerji parçacıkları ne kadar yüksekse, deponun kapasitesi o kadar büyük olur, bu nedenle bazı nadir şeyleri yükleme olasılığı daha yüksektir. Depoda ne olduğunu bilmek istiyorsak, onu sadece "barbarca" bir şekilde tespit edebiliriz, bu da iki treni çarpıp depoyu parçalayıp içeride ne olduğunu görmek demektir.
Çok sayıda dağınık kargo deposu çarpışmasında, Higgs parçacıkları bir kutu dondurma gibidir. Son birkaç yılda, bilim adamları Hadron Çarpıştırıcısının çarpışma ürünlerinde bu dondurma kutusu da dahil olmak üzere birçok yeni şey buldular.Fizikçiler on yıllardır onu arıyorlar ve keşfi bir sonraki adım. Parlaklık sınırı deneyinin tasarımı yönü gösteriyordu.
Yüksek enerjili fizik deneylerinde, CERN'deki LHC, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Fermilab'daki Tevatron ve maalesef 1990'ların başında iptal edilen süper iletken süper çarpıştırıcı ( SSC) bu tür enerji sınırlarının tüm deneysel ekipmanlarıdır.
Sözde "parlaklık sınırı", çalışmak istediğiniz parçacıkları doğru bir şekilde ölçmek için diğer ilgisiz parçacıkların veya fenomenlerin olasılığını azaltmak için "temiz" parçacıkların çarpışması sürecidir.
Bu tür parlaklık sınırı deneyleri, hedef parçacığın eşik enerjisinde çarpışmak için genellikle yalnızca kuantum elektrodinamiği (QED) sürecine dahil olan ancak kuantum kromodinamik (QCD) sürecine dahil olmayan pozitif ve negatif elektronları kullanır. En yüksek saflığı ve istatistikleri elde edin ve ardından hedef parçacıkların çeşitli özelliklerinin hassas ölçümünü tamamlayın.
Bu süreç, bir kutu dondurmayı incelemek ve ardından doğrudan bir dondurma fabrikasından bir kutu üretmek istiyorsak gibidir. Bu işlemle elde edilen dondurma, çarpışan tren kompartmanında bulunan ve kırık parçalardan bulunan dondurmaya göre çok daha temizdir.
Genel olarak, yüksek enerji fiziğindeki "fabrika" deneyi Japon Yüksek Enerji Hızlandırıcı Araştırma Enstitüsü'nün (KEK) Belle deneyini, Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi'nin (SLAC) BaBar deneyini ve planlamada "Higgs" i içerir. "Fabrika" ve -Cen Fabrikası vb. Parlaklıkta ön planda olan deneylerdir.
(Resim, Japon Yüksek Enerji Hızlandırıcı Araştırma Enstitüsü'ndeki Belle deneyini ve ABD'deki Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi'ndeki BaBar deneyini göstermektedir)
Avrupa planlamasında CEPC ve FCC-ee'nin ikisi de Higgs fabrikalarıdır.Adından da anlaşılacağı gibi, hepsi Higgs parçacıklarının özelliklerini incelemek için planlanmış ve tasarlanmış deneylerdir. FCC-ee programının "FCC Kavramsal Tasarım Raporu" bu yılın başlarında yayınlandığında, temel parametrelerinin tasarımının daha önce yayınlanan CEPC "CEPC Kavramsal Tasarım Raporu" ndaki temel parametrelerle "neredeyse tamamen aynı" olduğu bulundu.
Bu neden? Çünkü Higgs parçacığı keşfedildikten sonra eşik enerjisi belirlenmiş ve hassas ölçüm için fiziksel hedefi de belirlenmiş. 100 kilometre ölçekli dairesel elektron çarpıştırıcısı en hızlı, en etkili ve en ucuz yoldur.
Bu tip çarpıştırıcıda üretilen Higgs parçacıkları, hadron çarpıştırıcısı LHC'de üretilenlerden çok daha temizdir. "CEPC Konsept Tasarım Raporu (Cilt II)" deki hesaplamalara göre, CEPC tarafından üretilen Higgs parçacıkları Parçacıkların sinyal-gürültüsü LHC'ninkinden 100 milyon kat daha iyidir, doğruluk on kattan fazla ve yeni fiziğe duyarlı olan enerji seviyesi on kat daha yüksektir.
CEPC'nin tasarımı sadece Higgs parçacıklarını doğru bir şekilde ölçmekle kalmaz, aynı zamanda W ve Z parçacıklarının ölçüm doğruluğunu 1-2 büyüklük sırası artırabilir ve aynı zamanda elektrozayıf etkileşimler, kuantum kromodinamiği, üst kuarklar ve ağır lezzet fiziği için de kullanılabilir. İlgili konularda kesin araştırma.
Buna ek olarak, CEPC tarafından tasarlanan enerji aralığı, Higgs parçacıklarının etkili alan teorisinde, Higgs parçacık kütlesinin kökeni sorununda, Higgs potansiyel enerjisinin doğasında, elektrozayıf faz geçişi sürecinde, karanlık madde araştırmasında ve etkisiz nötrinolarda potansiyele sahiptir. Fizikteki anormallikler gibi alanlarda yeni fiziğin keşfi.
Modern parçacık fiziğinin standart modeli şaşırtıcı olsa da, yine de eksiktir.Değerlendirilmesi gereken birçok parametre vardır ve standart modele uymayan birçok deneysel gözlem sonucu da vardır.Standart model, yalnızca evrenin% 5'ini oluşturan görünür maddeyi incelemektir. Aşağıdakilerden daha fazlası hala bilinmiyor.
Bu nedenle, insanlık için keşif diğer tarafa ulaşmaktan çok uzaktır ve yeni nesil parçacık çarpıştırıcısının devreye alınması, insanlığın bilinmeyene bir adım daha atmasına yol açacaktır.
2
Yüksek enerji fiziği sıradan insanlara ne getirebilir?
Şu anda, dünyanın her yerinden parçacık fizikçileri de oyunlar oynuyorlar ve hepsi gelecek nesil parçacık çarpıştırıcılarının kendilerine faydalı olacak bir konumda inşa edilmesini umuyorlar. Yirmi yıl sonra, yeni parlaklık sınırı deneyinde veya yükseltilmiş LHC'de yeni fizik belirtileri bulunursa ve fizikçiler yeni nesil bir enerji ön çarpıştırıcısı, o zaman yeni bir enerji sınırı deneyi yapmanın gerekliliğini onaylarsa Daha sonra, mevcut 100 kilometrelik elektron çarpıştırıcı tünelleri, gelecekte yeni proton çarpıştırıcısını (SppC) barındırmak için kullanılabilir.
SppC'nin kaderi tamamen CEPC'nin fiziksel çıktısına ve önümüzdeki yirmi yıl içinde yükseltilmiş LHC'ye bağlı olacak olsa da, SppC'yi tartışmak şu anda gökyüzündeki bir kaleyi temelsiz olarak tartışıyor, ancak pozitif ve negatif yeni bir yüzüğü nereye inşa edeceğiniz konusunda hiç şüphe yok. Elektronik çarpıştırıcının gelecekteki dünya çarpıştırıcı fiziğinin yeni merkezine dönüşmesi daha kolaydır. Çin de bu oyuna katıldı ve şüphesiz büyük bir gücün bilim ve teknolojinin yükselişinin hırsını dış dünyaya gösterdi.
Ancak, yüksek enerjili fizik araştırmalarına yapılan yatırım çok pahalıdır, fizikçilerin araştırmalarını kolaylaştırmanın yanı sıra sıradan insanlara ne getirebilir?
Bu konu ile ilgili olarak, yüksek enerjili fizik araştırmalarında doğan internetin yanı sıra, daha güvenli nükleer tıp teşhisi ve hatta daha rahat cep telefonu deneyimi gibi pek çok örnek var.
Pek çok nükleer tıp tanı cihazı, tanı ve tedavi sinyallerinin alıcı unsuru olarak fotomultiplier tüpleri kullanır.Yüksek performanslı fotomultiplier tüpler, tedavi sırasında hastaların aldığı radyasyonu azaltabilir ve nükleer tıp teşhisini daha güvenli hale getirebilir. Çarpan tüpünün geliştirilmesi, yüksek enerjili fizik endüstrisinin katkısı için vazgeçilmezdir.
Sichuan, Daocheng, Yading'de Çinli bilim adamları tarafından inşa edilen Yüksek İrtifa Kozmik Işın Gözlemevi'nin (LHAASO) bilimsel gözleminin 26 Nisan 2019'da resmi olarak başlatıldığına dair bir önceki haber vardı.
On yıl önce, LHAASO hala erken ön araştırma aşamasındayken, yüksek enerjili fizik endüstrisine giren yazar, fotomultiplier tüp test sisteminin erken kurulmasına katıldı. Yüksek performanslı fotoçoğaltıcı tüp, modern yüksek enerjili fizik parçacık tanımlama sisteminde temel bir unsurdur ve tek foton sinyallerini kararlı bir şekilde algılayabilir.
O zamanlar yazarın öğretmeni bir keresinde, uzunluğu yalnızca on santimetre olan bu küçük bileşenin fiyatının onbinler kadar yüksek olduğunu söylemişti. LHAASO'nun gerektirdiği binlere ek olarak, Jiangmen nötrino deneyi gibi yüksek enerjili fizik deneyleri de çok sayıda optoelektronik gerektiriyordu. Çarpan tüpü.
Neden bu kadar pahalı satılabiliyor?
Sofistike tasarımına ek olarak, bunun nedeni, tüm dünyada yüksek enerjili fizik deneylerinde bu elemente talep olmasına rağmen, yalnızca bir Japon şirketinin bu kadar yüksek performanslı elementler üretebilecek teknolojiye sahip olması, böylece Japonya'nın yüksek performanslı fotomultipliers'ı tekeline alabilmesidir. s fiyatı.
(Resimde foto-çoğaltıcı tüp gösterilmektedir. Kaynak: Hamamatsu Çin)
Ayrıca yaklaşık on yıl önce, bu tekeli kırmak için Çin Bilimler Akademisi Yüksek Enerji Enstitüsü yeni bir tür fotomultiplikatör tüpü için bir araştırma programı başlattı. Yüksek Enerji Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi, Kuzey Gece Görüşü ve birkaç bilimsel araştırma birimi liderliğinde ortaklaşa bir araştırma işbirliği grubu kurdular.Son birkaç yılda, Japon şirketlerininkilerle karşılaştırılabilir performansa sahip yüksek performanslı fotomultipler tüplerini başarıyla geliştirdiler ve başarıyla üretime koydular.
Bundan sonra, dünyadaki yüksek performanslı fotoçoğaltıcı tüplerin fiyatı çok düştü. Bu sadece Çin'deki ve dünyadaki diğer ülkelerdeki yüksek enerjili fizik deneylerine fayda sağlamakla kalmaz, aynı zamanda nihayetinde nükleer tıp aletlerinin yenilenmesini de etkiler.
Yüksek enerjili fizik deneysel aletlerin üretim teknolojisinin nihayet endüstriyel transferi gerçekleştirebildiği ve insanların geçim kaynakları alanında uygulanabileceği görülebilir.
Pek çok benzer örnek var: Örneğin, Çin'in ilk 1,5 Tesla sıvı helyum sıfır uçuculuk NMR görüntüleme süper iletken mıknatısı, Çin Bilimler Akademisi Yüksek Enerji Enstitüsü ve Pekin Elektron Elektron Çarpıştırıcısı Deneyi (BEPC) süper iletken mıknatısı için işletmeler tarafından bağımsız olarak geliştirildi. Dedektör geliştirildi ve endüstriyel transferden sonra görüntüleme tıbbında MRI sisteminin en önemli bileşeni haline geldi.
Başka bir örnek olarak, CERN kayıtlarına göre, şeffaf kapasitif dokunmatik ekran, CERN bilim adamları tarafından SPS deneysel kontrol odasının kontrol sistemi için icat edildi ve şimdi herkesin cep telefonunun önemli bir parçası haline geldi.
CEPC'nin yapımı, sadece bir bozuk para ile elde edebileceğiniz bir dilek makinesi değil, sıfırdan geliştirilen ve tek tek monte edilen sayısız bir bileşendir. Bu, CEPC gibi son derece karmaşık bir enstrümanın yapımında acilen çözülmesi gereken çeşitli sorunlara sahip olacak.
Pratik ihtiyaçlar, teknolojik atılımlar için önemli bir itici güçtür.Deneysel tasarımda karşılaşılan sorunları çözmek için, kesinlikle yol boyunca yeni teknolojik yenilikler ortaya çıkacak ve bu da sonunda insanların geçim kaynaklarına yayılacak ve gelecekte insan yaşamını iyileştirecektir.
3
Çin, CEPC gibi büyük bir bilimsel cihazı karşılayabilir mi?
Büyük çarpıştırıcıların çıktısından bahsettikten sonra, Çin'in dünyaya öncülük edecek bu kadar büyük bir bilimsel cihazı karşılayıp karşılayamayacağından bahsedelim.
Büyük bir çarpıştırıcı yapmak pahalı mı? pahalı. Peki bu para, yaklaşık 1,4 milyar nüfusa ve dünyadaki en büyük ikinci GSYİH'ye sahip bir ülkenin bilimsel araştırma fonunda gerçekten çok mu? Bu, verilerin konuşmasını gerektirir.
Fizikçiler, 2018'de yayınlanan "CEPC Kavramsal Tasarım Raporu'nda (Cilt I)" tüm orijinallerin ön tasarımını ve araştırmasını tamamladıktan sonra, CEPC'nin toplam maliyeti nihayet yaklaşık 6 milyar İsviçre frangı veya yaklaşık 36 milyar olarak kilitlendi. RMB.
"CEPC Kavramsal Tasarım Raporu (Cilt I)" planına göre, CEPC'nin inşası 2022 ile 2030 arasında tamamlanmalı ve yaklaşık on yıllık bir inşaat süresi içinde CEPC'nin inşasına 36 milyar yuan kaynak yatırılacaktır. Proje.
O zamana kadar dünyadaki en yüksek parlaklığa sahip Higgs fabrikası, kaçınılmaz olarak dünyanın her yerinden bilim adamlarını Çin'de eğitim almaya çekecek ve bu nedenle uluslararası araştırma fonları da CEPC projelerinin önemli bir kaynağı olacak. Yüksek Enerji Enstitüsü, uluslararası fonların oranını yaklaşık% 30 oranında kontrol etmeyi planlıyor, bu nedenle Çin'in CEPC'ye yıllık yatırımı yaklaşık 3 milyar yuan olmalı.
Ama nasıl söylerseniz söyleyin, 3 milyar RMB'lik yıllık yatırım fiyatı hala astronomik bir rakam gibi görünüyor. Öyleyse, Çin'in bilimsel araştırma projelerinde bu kadar çok paranın payı nedir? Ülkenin CEPC'ye yaptığı yıllık yatırım diğer disiplinlerin finansmanını sıkıştıracak mı?
Bilim ve Teknoloji Bakanlığı tarafından Nisan 2019'da yayınlanan "Çin'in Ar-Ge Finansman Girişinin Özelliklerinin Analizi" ne göre, Çin'in 2017'deki toplam temel araştırma fonu 97,55 milyar yuan idi. Temel araştırma fonu 2017 düzeyinde on yıldan fazla bir süre değişmeden kalırsa, CEPC inşaat süresi boyunca CEPC, her yıl ulusal temel araştırma fonunun yaklaşık% 3'ünü tüketecektir.
Bu fonlar, Çin'in genel Ar-Ge yatırımı ve GSYİH'sinde daha da düşük görünmektedir.
Ayrıca "Çin'in Ar-Ge Harcamalarının Özelliklerinin Analizi" ndeki verilere göre, Çin'in 2017'deki toplam Ar-Ge (Ar-Ge) harcaması 176,61 milyar yuan'a ulaştı.Bundan, Çin'in temel araştırma harcaması oranının Ar-Ge harcamalarının sadece% 5,5'ini oluşturduğu hesaplanabilir.
"Çin Araştırma Finansmanı Raporu (2018)", Çin'deki ve dünyadaki başlıca gelişmiş ülkelerdeki Ar-Ge fonlarının türlerini analiz etmektedir. Çin'in Ar-Ge fonunun bilimsel araştırma kısmı, özellikle de temel araştırma finansmanı, gelişmiş ülkelerdekinin yarısından çok daha azıyla, hala önemli ölçüde yetersizdir. .
(Resim, Çin ile dünyanın önde gelen gelişmiş ülkeleri arasındaki Ar-Ge finansman türlerinin karşılaştırmasını göstermektedir. Kaynak: "Çinin Ar-Ge Fonları Raporu (2018)")
Çinin 176,61 milyar yuanlık toplam yıllık Ar-Ge yatırımı, toplam GSYİHnın ne kadarıdır?
"Çin'in Ar-Ge Finansmanı Girdisinin Özelliklerinin Analizi" verileri verir:% 2.15. UNESCO'nun verilerine göre, 1,4 milyar nüfusa sahip büyük bir ülke olarak, Çin'in bilimsel araştırmaya yaptığı toplam yatırım dünyada ikinci sıraya sıçrasa da, bilimsel araştırma personelinin oranı ve GSYİH içindeki bilimsel araştırma fonlarının oranı hala Amerika Birleşik Devletleri'nin çok gerisinde. Almanya ve Japonya gibi gelişmiş ülkelerde, Güney Kore ve İsrail bile yarıdan az bir paya sahip.
(Resim, dünyanın çeşitli ülkelerinde bilimsel araştırma fonlarına yapılan toplam yatırımın, bilimsel araştırma personelinin oranının ve bilimsel araştırma fonlarının GSYİH içindeki oranının karşılaştırmasını göstermektedir. Şekildeki yatay eksen, bilimsel araştırma fonlarının GSYİH içindeki oranıdır ve dikey eksen, bilimsel araştırma personelinin oranıdır. Boyut, bilimsel araştırma fonunun toplam miktarını temsil eder. Çin'in verileri, şeklin alt kısmındaki en büyük kırmızı dairedir. Bilimsel araştırma personeli oranının ve bilimsel araştırma fonlarının oranının nispeten düşük olduğu görülebilir. Kaynak: UNESCO)
Bu nedenle, Çinin GSYİH yüzdesi olarak yıllık Ar-Ge harcamaları ve toplam Ar-Ge harcamalarının yüzdesi olarak temel araştırma harcamaları açıkça çok düşüktür.
(Resim, 2017'de Çin'in Ar-Ge harcamalarının GSYİH içindeki oranını ve Ar-Ge harcamalarındaki temel araştırma harcamalarının oranını göstermektedir. CEPC planı başlatılırsa ve ulusal GSYİH önümüzdeki on yıl içinde 2017 düzeyinde ve oranında kalırsa, CEPC projesi Her yıl ihtiyaç duyulan yerel fonlar, Çin'in bir yıllık temel araştırma fonunun yaklaşık% 3'ünü oluşturacaktır)
Çin Komünist Partisi 19. Ulusal Kongresi raporu, Çin'in "yenilikçi bir ülkenin inşasını hızlandırması" ve "dünya bilim ve teknolojisinin sınırlarını hedeflemesi, temel araştırmaları güçlendirmesi ve ileriye dönük temel araştırmalarda ve öncü orijinal sonuçlarda büyük atılımlar gerçekleştirmesi" gerektiğine işaret etti. 2018'de Devlet Konseyi, "Temel Bilimsel Araştırmaları Kapsamlı Bir Şekilde Güçlendirmek Üzerine Çeşitli Görüşler", Çin'in gelecekte "merkezi hükümetin temel araştırmalar için istikrarlı desteğini artıracağına, temel araştırmalar için çeşitlendirilmiş bir yatırım mekanizması oluşturacağına ve yerel, kurumsal ve sosyal güçleri temel araştırmaları artırmaya teşvik edeceğine" işaret etti. Yatırım. "
Devletin temel araştırmaya yatırıma gittikçe daha fazla önem verdiği ve Çin'in gelecekteki temel bilimsel araştırmalara ve genel araştırma ve geliştirme yatırımlarına yaptığı yatırımın yıldan yıla artacağı görülmektedir.
Temel araştırma finansmanında gelecekteki artışın bir kısmına gelince, devlet doğal olarak her proje için finansmanı artırmayacak, bilimsel araştırma projelerinin toplam miktarı değişmeden kalacaktır, ancak bazı yeni yüksek kaliteli bilimsel araştırma projelerine yatırımı artıracaktır. CEPC'ye ek olarak, diğer disiplinler doğal olarak kendi disiplinlerine ait yeni bilimsel araştırma projeleri önerebilirler.CEPC, gelecekte Çin'de temel araştırmanın geliştirilmesine yardımcı olmak için diğer disiplinlerle birlikte çalışacaktır.
Avrupa, önümüzdeki on yıl içinde hala LHC'nin yükseltilmesine odaklanacak, bu nedenle tarih, Çin'in yüksek enerji fiziği endüstrisi için bir fırsat dönemi bıraktı.
Çin'in yeni nesil parçacık çarpıştırıcısının yapımına öncülük edip etmeyeceği konusundaki tartışma devam edebilir.Bu tür bir yatırımın değerli olup olmadığı herkesin kalplerinde kendi fikirlerine sahip olabilir.
Ancak bunlar, Çinli bilim araştırmacılarının gelecekte Çin'in temel bilimlerinin gelişmesine yardımcı olma hevesini etkilemeyecek.Çin'in yüksek enerji fiziğinin gelecekteki gelişmede kesinlikle iyi tanınacağına inanıyorum.
Daha fazla okuma:
"Çin büyük bir hızlandırıcı inşa etmemeli" - Akademisyen Ge Molin, Science and Technology Daily muhabirlerinin sorularını yanıtlıyor
Çin büyük bir hızlandırıcı inşa etmeli mi? Bu argümana kabul edilen bir cevap yok. Hızlandırıcı, enerji biriktirmeleri ve kafa kafaya çarpışmaları için yüklü parçacıkları sürmek için elektromanyetik alanı kullanır, yeni parçacıklar bulmak için enkaz ürünlerini inceler. Çin Bilimler Akademisi Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü, dünyanın en büyük hızlandırıcısı CEPC'yi kurmayı önerdi. İki fizikçi Wang Yifang ve Yang Zhenning bu fikri sırasıyla destekledi ve karşı çıktı.
Son zamanlarda, Çin Bilimler Akademisi'nden bir akademisyen ve Nankai Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Ge Molin, Science and Technology Daily'den bir muhabire şunları söyledi: Yang Zhenning'i destekliyor ve büyük bir hızlandırıcı inşa etmeyi onaylamıyor.
S: Jianda Accelerator'a neden katılmıyorsunuz?
Cevap: Şu anda yüksek enerjili fiziğin en büyük zorluğu, yeni süper yüksek enerjili hızlandırıcılar inşa etmek değil, standart modeli aşan tanınmış ve güvenilir bir yeni teori olmamasıdır, bu nedenle kesin bir tahmin testi vardır, yani yepyeni fiziğin ne olduğu hakkında hiçbir fikir yoktur. . Geçen yüzyılın ortalarından başlayarak, kuantum alan teorisi (özellikle ayar alanı) ve kuark modeli yavaş yavaş standart modeli geliştirdi Deneyler, tahmin edilen ilerici özgürlük, Z, W parçacıklarının vb. Çok başarılı olduğunu buldu. Bundan sonra, nötrino teorisi ve deneyleri dışında pek teorik yenilik yoktu. 1970'lerden günümüze, bazı insanlar Standart Modelin ötesinde pek çok teori öne sürmüş olsalar da, hiçbiri Standart Model tarafından önerilen fizik kadar net değildir.
Günümüze kadar yüksek enerji fiziğinin gelişimi, mühendisliğin özelliklerine sahiptir: teoride, özellikle açık olmalıdır: ne aranmalı? Ne bekleniyor? Aksi takdirde paraya değmez.
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) kesinlikle Higgs parçacığını arıyor. Higgs parçacıklarını doğruladıktan sonra, LHC'nin temel görevleri tamamlandı ve analiz ve işlemeye devam etmek için büyük miktarda veri kaldı. Ama on milyarlarca euro harcadı ve daha yüksek enerjinin geliştirilmesi de dahil olmak üzere bunu gerçekten yapmaya devam etmek istiyorum.
Bundan cesaret alan Japonya, bir Uluslararası Ultra Yüksek Enerji Doğrusal Çarpıştırıcı Merkezi (ILC) inşa etmek istiyor. Ancak Japon hükümeti bu projeyi kestiğini açıkladı. Nedeni basit: Ne fiziğin yapacağını bilmiyorum, çok pahalıya mal oluyor ve buna değmez.
Soru: Süper sicim teorisi test edilemez mi?
Cevap: Süper sicim teorisi düşüncede aydınlatıcıdır, ancak gerçek fiziksel sonuçlardan yoksundur ve pek çok ölçülebilir şey ortaya koymaz. Freeman Dyson'ın (Amerikalı fizikçi) 15 yıl önce Nankai'ye geldiğini ve bana olayları 50 yıl içinde ölçmenin imkansız olduğunu söylediğini hatırlıyorum. Birisi erken evrenin tekilliklerini test etmek için büyük bir hızlandırıcı yapmayı önerdi, bu benim anlayışımın ötesinde.
Soru: Bazı görüşler, ABD'nin geçmişte süper hızlandırıcı projesi SSC'yi kaldırıp fizik araştırma merkezini Avrupa'ya taşıdığına işaret etti. Ne düşünüyorsun?
Cevap: Modern zamanlarda, yüksek enerjili fizik artık "merkez" bir yana, fiziğin odak noktası değil. Amerika Birleşik Devletleri SSC'yi 20 yıldan daha uzun bir süre önce kesti, bunun aptalca olduğunu düşünmüyorum. Amerika Birleşik Devletleri tarafından desteklenen projeler çok pahalı değil ama fantastik fikirleri destekliyorlar, zekayla kazanıyorlar ve fizik gelişiminin temelini atıyorlar. Birçok Nobel Ödülü verildi. LHC çok para harcadı ve sadece Higgs tarafından onlarca yıl önce yazılmış iki veya üç makaleyi doğruladı ve Higgs için Nobel Ödülü kazandı.
CEPC'nin maliyeti, duyduğum rakam: Başlangıçta 30 milyar yuan'dan bahsetmiştim. Ancak bu rakam altyapıyı içermiyor. O kadar büyük çaplı ve o kadar derin bir tünel kazmak için birim maliyet metrodan daha yüksektir ama bu miktar az değildir.
Neden Amerika Birleşik Devletleri, balıkçılığın artmasından korktuğu için SSC'de kazılmış deliklerin bir kısmını doldurdu - "Para zaten harcandı ve harcamaya devam etmezseniz işe yaramayacak." O zamanlar 2 milyar ABD doları yatırım yapmıştı ve kategorik olarak reddedilmişti. Bu doğruydu. Öte yandan, Amerika Birleşik Devletleri daha sonra güçlü bir şekilde desteklediği alanlarda çok şey kazandı.
Bazı yabancı bilim adamlarının CEPC'yi aktif olarak desteklediklerine dair haberler var, önce hükümetlerini bu programa yatırım yapmaya ikna etmelerini öneririm.
Soru: CEPC destekçileri dipsiz bir fon çukuru olmadığını belirttiler.Bir sebep, yerli anahtar teknolojilerin nispeten olgun olması ve personel projelerinin deneyimli olmasıdır.
Cevap: Teknolojimiz ve insan kaynağımız hala Avrupa ile kıyaslanamaz. Örneğin, hızlandırıcının temel teknolojisi güçlü bir manyetik alandır ve LHC, Avrupa'da manyetik alan teknolojisine sahip olduğu için inşa edilebilir. Anladığım kadarıyla, Çinin süper iletken manyetik alan teknolojisi, bu tür hızlandırıcılarda kullanılan güçlü manyetik alanı üretemiyor veya hatta güçlü manyetik alanı doğru bir şekilde ölçemiyor. CEPC'nin gerektirdiği güçlü manyetik alanı yaratmak kolay değildir ve teori ve materyallerde bir atılım gereklidir.
Ülkemiz, LHC'nin gereklerinden uzak olan tek ve çift döngü çarpıştırıcı dalında bazı yeteneklere sahiptir. LHC'de çalışan insanların çoğu veri analizi yetenekleridir. Nötrino deneyi de bu hedeften uzaktır.
Soru: CEPC aracılığıyla anahtar teknolojilerde çığır açmanın bir faydası var mı?
Cevap: Hızlandırıcılar, mevcut teknolojileri kullanmak kadar teknolojik atılımlar yapmazlar. Bence ülke güçlü manyetik alan teknolojisini yararlı bulursa, güçlü manyetik alan konusunda yüksek enerji fiziğine girmeye gerek yoktur.
Ülkenin acilen yapması gereken çok şey var. Nükleer atık işlemenin hızlandırıcılar oluşturması gerekiyor; Spallasyon nötron kaynağı dünyanın en büyük dört laboratuarından biri olarak listelenmiştir ve takibi türbin kanadı malzemelerini ölçmek için güçlü desteğe ihtiyaç duyar; başka bir örnek çeşitli ışık kaynaklarıdır; başka bir örnek, Çin'in yarı iletken cihazlarının temellerinden kaynaklanan geri kalmışlığıdır. Çok kötü. Ama şimdi, Çin Fizik Enstitüsü'nün yeni nesil MRAM (Manyeto-Dirençli Bellek) cihazları için patentleri var.Teknoloji aktarımı başarılı olursa, endüstrinin çehresini kökten değiştirebilir, ancak bu ana yönde yatırım çağrısında bulunan kimseyi görmedim.
Soru: Büyük bir hızlandırıcı inşa etmeden, yüksek enerjili bölgenin fiziğini nasıl keşfedebiliriz?
Cevap: Kozmik ışınları tespit edin. Yüksek enerjili parçacıkların keşfi tarihinde kozmik ışınlar büyük rol oynamıştır.
Bay Wang Ganchang, 1990'larda bana TeV seviyesinde parçacıkları hızlandırıcı ile bulmanın neredeyse imkansız olduğunu söyledi. Ancak TeV sınıfı kozmik ışınlar, nedeni bilinmese de her zaman gelecek. Çok fazla para harcamadan kozmik ışınlar geliştirmemiz gerekiyor ve sabırla veri biriktirerek belli ölçülerde önemli keşifler yapacağız.
Bay Wang'ın bakış açısına katılıyorum. Ülkemizin kozmik ışınlara yeterince dikkat etmemesi üzücü çünkü hızlandırıcılar üç veya beş yıl içinde sonuç üretebilir ve kozmik ışınlar on yıl veya daha fazla birikebilir.
Soru: Kozmik ışınları tespit etmek daha umut verici, bunun için herhangi bir kanıt var mı?
Cevap: Örneğin, Çin Bilimler Akademisi tarafından 2015 yılının sonunda gökyüzüne fırlatılan "Wukong" uydusu, yakın zamanda yeni parçacıkların bir işareti olabilecek yaklaşık 1,4 TeV'lik çıkıntılı bir sinyal keşfetti. "Wukong" gibi bir algılama projesi birkaç yüz milyona mal oluyor ve aynı zamanda birden fazla tipte detektör taşıyor.
Daha önce, Amerika Birleşik Devletleri Antarktika'daki hava balonlarına 10 milyon ABD dolarından fazla para harcadı. Çinli bilim adamları, hata nispeten büyük olmasına rağmen daha önce veri analizi yoluyla keşfedilmemiş yüksek enerjili parçacıkların işaretlerini buldular. Bundan esinlenerek, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri daha sonra veri çıkıntıları olduğunu doğruladı. Bazı insanlar bunun standart modeli bozabileceğini tahmin ediyor. Bu, Bay Wang Ganchang'ın öngörüsü için bir destek olabilir.
