Stimmt es, dass in Qinhuangdao der „Super Collider“ gebaut werden soll?

Der Large Hadron Collider (LHC) in Genf ist mit einem kreisförmigen Tunnel von 27 Kilometern der größte Beschleuniger der Welt. Am 5. Juli wurde es drei Jahre nach seiner Abschaltung wegen Modernisierungsarbeiten wieder in Betrieb genommen. Berichten zufolge kann die verbesserte Kollisionsenergie des LHC 13,6 TeV (Billionen Elektronenvolt) erreichen, was 4,6 % höher ist als die Aufprallenergie von 13 TeV, die 2018 den Urknall im Mini-Universum verursachte.

Seit seiner Fertigstellung wurde der European Hadron Collider dreimal in Betrieb genommen und hat großartige Leistungen erbracht, die weltweite Aufmerksamkeit erregt haben. Dies ist der vierte Betrieb und soll vier Jahre lang laufen, bevor die Helligkeit erhöht wird und der Betrieb im Jahr 2029 auf dem neuen Niveau wieder aufgenommen wird. Diese Nachricht hat die Aufmerksamkeit der Internetnutzer auf Chinas Pläne zum Bau eines Teilchenbeschleunigers gelenkt. Wie geht es jetzt weiter?

Bereits 2012 hatten chinesische Hochenergiephysiker den Bau des weltweit größten Teilchenbeschleunigerprojekts vorgeschlagen. Die Länge des kreisförmigen Tunnels beträgt 100 Kilometer und ist damit etwa viermal so lang wie der größte Hadronenbeschleuniger der Welt. Daher wird er auch als „Supercollider“ bezeichnet. Die erste Phase des Projekts besteht darin, den Elektron-Positron-Collider (kurz CEPC) zu bauen.

Doch dieser Plan sorgte einst in der wissenschaftlichen Gemeinschaft für große Kontroversen. Seine Befürworter sind davon überzeugt, dass der Supercollider ein leistungsstarkes Instrument für die wissenschaftliche Forschung sein wird. Nach seiner Errichtung wird China zu einem weltweiten Zentrum der Physikforschung und die wissenschaftliche Forschung wird große Fortschritte machen. Gegner sind der Ansicht, dass der Bau eines solchen Kolliders ein Fass ohne Boden mit enormen Kosten wäre und sich nicht rentiere.

Die repräsentative Figur, die sich dem Bau dieses Artefakts widersetzt, ist der Nobelpreisträger, Weltklasse-Physiker und Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften Yang Zhenning. Die repräsentative Persönlichkeit, die seinen Bau unterstützt, ist der experimentelle Hochenergiephysiker und Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften Wang Yifang. Beide sind wissenschaftliche Experten und was sie sagen, ist sinnvoll.

Warum Yang Zhenning dagegen ist

Yang Zhenning begründete seinen Widerstand damit, dass mit der Inbetriebnahme des Large Hadron Collider in Europa die glorreiche Ära der Hochenergiephysikforschung vorbei sei und es keine tiefgreifenderen Probleme mehr gebe, die durch einen solchen Collider gelöst werden müssten. außerdem waren die Baukosten zu hoch und die Erfolgsaussichten gering. Die Lehren aus den USA waren sehr tiefgreifend und sollten befolgt werden.

Die Vereinigten Staaten begannen 1989 mit dem Bau des Large Hadron Collider, mussten das Projekt jedoch abbrechen, bevor es zur Hälfte abgeschlossen war, wodurch Milliarden von Dollar verschwendet wurden. Grund für die Absage war, dass die Förderung mehrfach das Budget überschritten hatte. Der Haushalt wurde von den ursprünglich geplanten 3 Milliarden US-Dollar auf über 8 Milliarden US-Dollar erhöht, was in der einheimischen Bevölkerung auf großen Widerstand stieß. Das Projekt musste 1992 unter Clintons Präsidentschaft aufgegeben werden.

Yang Zhenning ist der Ansicht, dass selbst wenn mein Land in zwei Schritten vorgeht, die erste Phase der Investition 36 Milliarden Yuan erfordern wird und die zweite Phase der Investition bis zu 140 Milliarden Yuan betragen wird, oder sogar weit mehr, möglicherweise 300 Milliarden. Die Betriebskosten des Colliders sind eine riesige Falle. Von den Wartungskosten ganz zu schweigen, der Stromverbrauch ist enorm. Derzeit verbraucht der LHC 200.000 kWh Strom, was etwa 200.000 Yuan Strom pro Stunde entspricht.

Der Collider, den mein Land bauen will, ist viermal länger als der LHC und verbraucht sogar noch mehr Strom. Wenn die Stromkosten 1 Million Yuan pro Stunde betragen, wären das 24 Millionen Yuan pro Tag und 8,76 Milliarden Yuan pro Jahr. Wenn die Anlage jedes Mal vier Jahre lang ununterbrochen läuft, würde die Stromrechnung 35 Milliarden Yuan betragen. Hinzu kommen die Kosten für die Wartung und Aufrüstung der Geräte sowie für die unterstützenden Einrichtungen, und die Belastung ist enorm.

Dies ist lediglich eine Frage der Finanzierung. Darüber hinaus gibt es viele andere Themen wie Talent und Technologie. Während der Bauzeit gibt es unzählige Schwierigkeiten, die nur schwer zu überwinden sind. Die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Baus liegt bei nur 40 %, was mit zu viel Unsicherheit verbunden ist. Wenn die Konstruktion scheitert, ist es eine Verschwendung von Zeit und Geld. Sollte die Konstruktion gelingen, wird es im Einsatz dennoch viele Probleme geben.

Durch den Einsatz dieser Geräte lassen sich weltweit die wichtigsten wissenschaftlichen Probleme lösen, für deren Bewältigung eine große Zahl hochtalentierter Wissenschaftler erforderlich ist. Allerdings machen Chinas führende Hochenergiephysiker weniger als 1 % der weltweiten Gesamtzahl aus. Diese Talentsituation scheint nicht auszureichen, um den Betrieb solcher Geräte zu unterstützen und kann sehr wahrscheinlich dazu führen, dass die Geräte stillgelegt werden.

Als Entwicklungsland stehen uns daher nur begrenzte Mittel für Investitionen in die wissenschaftliche Forschung zur Verfügung. Eine so hohe Investition in dieses eine Projekt wird zwangsläufig zu einer Verringerung der Investitionen in anderen Bereichen führen. Anstatt in ein Projekt mit ungewisser Zukunft zu investieren, das innerhalb von 50 Jahren keinen gesellschaftlichen Nutzen bringt, ist es besser, die begrenzten Mittel in dringendere wissenschaftliche Forschungsprojekte sowie in die Volkswirtschaft und den Lebensunterhalt der Menschen zu investieren.

Stimmen der Unterstützer/

Nicht ohne Grund lehnt Yang Zhenning den Bau des Large Hadron Collider heute ab. Er setzt sich auch für das Wohl des Landes, des Volkes und die schnellere Entwicklung der Wissenschaft ein, und sein Geist ist lobenswert. Gerade weil sich einige Wissenschaftler nun gegen den Bau des Large Hadron Collider aussprachen, wurde der Bauplan 2017 von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften mit 6 Nein- und 5 Ja-Stimmen abgelehnt.

Doch es gibt noch immer mehr Wissenschaftler im Land, die diese Konstruktion unterstützen. Der entschlossenste Vertreter unter ihnen ist Wang Yifang, Vorsitzender des Lenkungsausschusses des CEPC, Direktor des Instituts für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Er ist davon überzeugt, dass der Bau eines „Supercolliders“ für China eine hervorragende historische Chance darstellt, eine weltweit führende Rolle in der physikalischen Grundlagenforschung einzunehmen. Es kann nicht nur erstklassige theoretische Forschungsergebnisse hervorbringen, sondern sich auch zu einer weltweiten Innovations- und Kooperationsplattform entwickeln.

Die nationale Stärke Chinas hat stark zugenommen und seine wirtschaftliche und technologische Stärke ist bereits sehr groß. Obwohl die erste Bauphase 36 Milliarden kostet, beträgt sie nur die Hälfte der Kosten für den Bau eines Liaoning-Flugzeugträgers. Die Verwendung der Mittel für die physikalische Grundlagenforschung ist ein Schritt, der früher oder später getan werden muss. Wenn wir es jetzt nicht tun, werden wir es früher oder später tun müssen. Es handelt sich um einen langfristigen Plan, der zukünftigen Generationen zugute kommen wird.

In einer Rede analysierte Wang Yifang das Verhältnis der Kosten für den Bau von Beschleunigern zum weltweiten BIP des Jahres. Als die Vereinigten Staaten den Superconducting Collider (SSC) bauten, betrugen ihre jährlichen Investitionen 0,01 % ihres damaligen BIP. Als die Europäische Organisation für Kernforschung in den 1980er Jahren mit dem Bau des Large Electron-Positron Collider (LEP) und des Large Hadron Collider (LHC) begann, beliefen sich ihre jährlichen Investitionen damals auf 0,02 bis 0,03 Prozent ihres BIP. Wenn China im Jahr 2020 mit dem Bau des CEPC beginnt, wird dieser lediglich 0,005 % seines BIP ausmachen.

Darüber hinaus können diese Mittel bei der verstreuten Forschung in der Hochenergiephysik eingespart werden. Er stellte einige Berechnungen an und kam zu dem Ergebnis, dass die Forschungsmittel der Labore und Wissenschaftler im ganzen Land über einen Zeitraum von 20 Jahren zusammengenommen weitaus höher wären als diese Investition. Dieses Geld wird nach der Fertigstellung des CEPC eingespart.

Wang Yifang verglich auch die Eröffnungszeremonie der Olympischen Spiele 2008 in Peking mit der Eröffnungszeremonie der Olympischen Spiele 2012 in London. Unsere Themen waren Papierherstellung, Pinsel, Buchdruck mit beweglichen Lettern und Tai Chi, während die in London reflektierten Themen der Atomkern, die Europäische Organisation für Kernforschung CERN und der Erfinder des World Wide Web waren.

Obwohl beide Aufführungen sehr schockierend sind, spiegelt unsere unsere Vorfahren wider und London die moderne Technologie. Wir können nicht immer in die stolze Geschichte der Antike eintauchen, aber wir müssen hart arbeiten und uns heute erheben. Dieser Ruf ist ohrenbetäubend und regt zum Nachdenken an.

Zu den Unterstützern zählen ein bedeutender Wissenschaftler, ein chinesischstämmiger Amerikaner, ein international renommierter Mathematiker, der erste chinesische Gewinner der Fields-Medaille, ein Mitglied der US-Akademie der Wissenschaften, ein ausländisches Mitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Shing-Tung Yau, Professor an der Harvard University. Er ist davon überzeugt, dass die Weiterentwicklung des CEPC-Projekts China nicht nur zu einer Führungsmacht in verwandten Bereichen machen wird, sondern dass das Projekt auch dazu dienen wird, eine große Zahl von Wissenschaftlern von Weltrang für Austausch und Arbeit nach China zu holen und sie sogar in China Fuß zu fassen, was enorme und weitreichende Auswirkungen auf die wissenschaftliche Entwicklung Chinas haben wird.

Sowohl die Pro- als auch die Kontra-Meinung dienen der Entwicklung des Landes und beide sind sinnvoll. Bereits in der ersten Abstimmungsrunde der Spitzenwissenschaftler der Akademie der Wissenschaften setzten sich die gegensätzlichen Meinungen durch. Wurde dieses Projekt also auf Eis gelegt? Nein, das von Wang Yifang geleitete wissenschaftliche Team hat die Konzeption nie unterbrochen und den Entwurf im Jahr 2018 abgeschlossen.

Einspruch ungültig? Steht der „Super Collider“ kurz vor dem Bau?

Im Internet kursieren nun Nachrichten, dass „Yang Zhennings Widerstand wirkungslos ist und das Projekt im Jahr 2022 beginnen wird“, und es wird behauptet, dass sich die Baustelle in Qinhuangdao befindet. Sind diese Nachrichten also korrekt? Nach längerer Suche stellte Spacetime Communications fest, dass alle Aussagen noch immer aus irgendwelchen Berichten aus dem November 2018 stammten.

Am 14. November 2018 veröffentlichte China Science Daily einen Artikel mit dem Titel „Der Supercollider hat ein neues Design, der Konzeptentwurfsbericht wurde in drei Jahren fertiggestellt und er schreitet seit sechs Jahren trotz Kontroversen voran“, der die Nachricht bestätigte, dass die Forschungsarbeitsgruppe des CEPC den „CEPC Conceptual Design Report“ offiziell veröffentlicht hatte.

Am 24. November veröffentlichte Nature, das weltweit bekannteste Wissenschaftsmagazin, auf seiner offiziellen Website ein Interview mit Wang Yifang. Wang Yifang sagte, dass das internationale Fachkomitee nach sechsjähriger Planungsarbeit erklärt habe, der Collider sei fertig und der Bau könne bereits 2022 beginnen. Wenn alles gut gehe, könne er 2030 der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden.

Nach seiner Fertigstellung wird dieser 100 Kilometer lange „Big Guy“ der größte Partikelbrecher der Welt mit einer Lebensdauer von 10 Jahren sein.

Darüber hinaus habe ich auch einen Bericht der Beijing News gefunden, in dem Wang Yifang im Mai 2020 interviewt wurde. Während des Interviews enthüllte Wang Yifang die neuesten wissenschaftlichen Forschungsfortschritte von CEPC und sagte, dass die Forschungs- und Entwicklungsergebnisse der ersten Charge wichtiger Geräte vorgestellt wurden, von denen einige die Designindexanforderungen erfüllten und die Arbeiten insgesamt wie geplant voranschreiten.

Wang Yifang sagte jedoch auch, dass aufgrund der Auswirkungen der Epidemie die Haushaltsmittel gekürzt worden seien und dass einige Großprojekte mit Risiken wie der Unmöglichkeit, Ausrüstung wie gewohnt zu kaufen, Verzögerungen bei der Angebotsabgabe und Projektaussetzungen konfrontiert seien. Zur Standortauswahl des Projekts sagte Wang Yifang, dass die Standortauswahl kontinuierlich verglichen werde und drei Faktoren berücksichtigt würden:

Erstens erfordern sie gute geologische Bedingungen, um die Baukosten zu senken. zweitens hoffen sie, es in einer Stadt zweiter oder dritter Klasse mit einer internationalen Atmosphäre in der Umgebung bauen zu können; Drittens hoffen sie, dass die Jahresdurchschnittstemperatur niedriger sein wird und der Norden besser geeignet ist als der Süden. Diese drei Bedingungen zielen vor allem darauf ab, den Bauaufwand und die Betriebskosten zu verringern und mehr Wissenschaftler aus der ganzen Welt zur Arbeit zu bewegen.

Tatsächlich hat das Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften seit 2013 von Süden nach Norden mit der vorläufigen Standortauswahl begonnen und nacheinander die Stadt Zhangjiakou in der Provinz Hebei, den Kreis Funing, Qinhuangdao, den Bezirk Baodi, Tianjin, Qinchuan, Shaanxi, den Kreis Huangling, Yan'an, Xinyang, Henan und Shenzhen in Guangdong besucht.

Im Jahr 2017 führte Guokr auf seinem offiziellen Konto eine Umfrage mit der Frage durch: „Wo soll CEPC gebaut werden?“ Die meisten Stimmen erhielt der Kreis Huangling in Yan'an mit weitem Abstand und mehr als 2.000 Stimmen und einem Stimmenanteil von über 50 %. Ich denke, dass diese Abstimmung keinen großen Referenzwert hat. Ich habe keine konkreten Neuigkeiten darüber gesehen, wo der endgültige Standort ausgewählt wird.

Daher gibt es keine verbindlichen Beweise für die Nachricht, dass der Bau des CEPC in Qinhuangdao im Jahr 2022 beginnen wird. Aus umfassenden Informationen von allen Seiten geht jedoch hervor, dass das „Super Collider“-Projekt meines Landes Schritt für Schritt vorbereitet wurde und es scheint, dass es zum richtigen Zeitpunkt gebaut wird.

Was genau ist also ein Collider und wofür wird er verwendet?

Wir haben bereits über zahlreiche Kontroversen und Investitionen gesprochen und gesagt, dass diese Ausrüstung die Spitze der wissenschaftlichen Gemeinschaft und eine mächtige Waffe eines großen Landes darstellt. Was also genau ist dieses Ungetüm und wozu dient es?

Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich bei dem sogenannten Collider eigentlich um einen Teilchenzerkleinerer, der unter Einsatz enormer Energie zwei Strahlen aus sich in entgegengesetzte Richtungen bewegenden Teilchen wie Elektronen, Protonen und Atomkernen erzeugt und diese dann in einem Tunnel auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, wodurch die Teilchen zerbrechen und zerstreut werden und dabei enorme Energie freigesetzt wird.

Wissenschaftler verwenden eine Vielzahl von Instrumenten und Geräten, um die verschiedenen Phänomene und Flugbahnen zu beobachten und aufzuzeichnen, die nach der Zerkleinerung dieser Partikel entstehen. Sie entdecken dadurch neue Partikel, ergründen die tiefsten Geheimnisse des Universums, verstehen die verborgenen Gesetze des Universums und der Natur und wenden diese Gesetze zum Wohle der Menschheit und zur Verbesserung der menschlichen Zivilisation an.

Der europäische LHC ist eine solch riesige Maschine. Es liegt 100 Meter unter der Erde an der Grenze zwischen der Schweiz und Frankreich. Es verfügt über einen 26,659 Kilometer langen Ringtunnel und eine Reihe unterstützender Einrichtungen. Bei voller Leistung läuft der Partikelstrahl im Inneren mit einer Geschwindigkeit von 11.245 Kreisen pro Sekunde, was etwa 99,99 % der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Es handelt sich zweifellos um den schnellsten „Tunnel“ der Welt.

Gleichzeitig ist dieser „Tunnel“ der „leerste“ Ort im Sonnensystem mit einem Luftdruck von nur 10^-13 Standardatmosphären, was nur einem Zehntel des Luftdrucks im Hochvakuumzustand auf der Mondoberfläche entspricht. Es ist auch der heißeste Ort der Welt. Bei Teilchenkollisionen kann die maximale Temperatur das 1-Millionen-fache der Temperatur des Sonnenkerns erreichen, also etwa 10 Billionen K oder mehr. Es ist auch der kälteste Ort der Welt. Die Temperatur der Beschleunigungshöhle beträgt bei bewegten Teilchen nur 1,9 K, also -271,3 °C, also mehr als 1 K weniger als die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung.

Es ist außerdem das leistungsstärkste Supercomputersystem der Welt. Mit den Daten, die bei jedem Großexperiment in einem Jahr gewonnen werden, könnten 100.000 Doppelschicht-DVDs gefüllt werden. An der Analyse dieser Daten waren Tausende Wissenschaftler aus aller Welt beteiligt und Hunderttausende Computer wurden mithilfe verteilter Computernetzwerke zum leistungsstärksten Supercomputersystem der Welt zusammengeschlossen.

Der „Supercollider“, den China bauen will, wird eine Kollisionsenergie haben, die die des LHC bei weitem übertrifft.

Die führenden Wissenschaftler der Welt wollen alle die ultimativen Fragen klären, etwa wie das Universum aussieht und was Materie ist. In den vergangenen Jahrzehnten hat der LHC diese Fragen weiterhin eingehend erforscht und dabei viele bahnbrechende Erfolge erzielt, wie etwa die Entdeckung des Gottesteilchens – des Higgs-Bosons (abgekürzt Higgs). Es ist dieses magische Teilchen, das nur 1,56*10^-22 Sekunden existiert und die Masse der Materie erzeugt; Es schuf eine Billionstel Sekunde nach dem Urknall ein Miniuniversum und bestätigte damit das Urknall-Universumsmodell.

Der Bau eines „Supercolliders“ durch China wird bei der Lösung dieser Probleme hilfreicher sein. Wang Yifang wies darauf hin, dass trotz der bemerkenswerten Erfolge des LHC noch immer viele Rätsel ungelöst seien, etwa die Frage, woher die Masse der Hebdoons stammt und wie die Mechanismen von Neutrinos, dunkler Materie, dunkler Energie und Antimaterie funktionieren.

Nach der Fertigstellung des chinesischen „Supercolliders“ werden Kollisionen mit höherer Helligkeit durchgeführt, wodurch noch mehr der wesentlichen Probleme der Welt ans Licht kommen und die Wissenschaft und Technologie meines Landes international an die Spitze gelangen kann. Auf diese Weise können wir viele Lücken im Inland schließen und in vielen Bereichen Durchbrüche erzielen, beispielsweise in der Hochfrequenz-Hohlraummikrowellentechnik, der kontrollierten Kernfusion, bei supraleitenden Materialien, in der Luft- und Raumfahrt usw. Darüber hinaus werden der internationale Austausch und die Zusammenarbeit weiter gestärkt und zur Verbesserung des wissenschaftlichen und technologischen Niveaus weltweit beigetragen.

Also, was denken Sie darüber? Willkommen zur Diskussion, danke fürs Lesen.

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