【大纪元2018年08月13日讯】（大纪元记者晨曦编译报导）近日，美国国家科学院、工程院和医疗研究院公布了一份报告，高调支持建造名为电子-离子对撞机（Electron-Ion Collider，EIC）的新型粒子加速器，这意味着粒子物理学的研究将提升到一个新高度。
欧洲的大型强子对撞机（LHC）让质子与质子以接近光速的速度对撞，与之不同的是，EIC是向质子或较重的离子喷射高能电子束。圣母大学核物理学家Ani Aprahamian解释说，与LHC相比，EIC的粒子对撞产生的结果更无害、更容易解释，能帮助科学家们进一步探索夸克和胶子在质子与原子核中的排列方式。
对于质子、中子与原子的基本组成粒子，尽管科学家们已有所识别，但仍很难知晓它们的结构与排列，也就是说，其实我们并不知道质子或者原子核到底是什么样的。
麻省理工学院（MIT）的物理学家Richard Milner表示，EIC这种新型加速器将能回答三个主要问题。第一，质子的质量来自哪里？质子由三个夸克组成，但为什么质子的质量是夸克质量的100倍？其次，科学家们希望能更好地理解角动量或者“自旋”的概念。第三，EIC或许能揭示将其它粒子捆绑在一起的胶子的工作方式。“物质中的胶子有点像宇宙中的暗物质：看不见但起着至关重要的作用。”Milner说：“电子-离子对撞机可能会揭示由于核子和原子核内的许多胶子紧密堆积而产生的新状态。”
目前有两个国家实验室在竞争成为EIC的主人：位于纽约长岛布鲁克海文国家实验室，以及位于弗吉尼亚州纽波特纽斯的托马斯杰弗逊国家加速器实验室。EIC项目可能会升级前者的粒子对撞机或后者的电子束，并预计将花费至少10亿美元。
不过，美国能源部目前正在筹集7.3亿美元在密歇根州立大学建造稀有同位素束流装置（FRIB），在2020年该装置完成之前，似乎没有能力再展开如此耗资巨大的项目。所以，EIC的正式启动估计还要等几年。
该项目在全球并非首例。1992至2007年间，德国建造了类似的强子-电子环加速器（Hadron-Electron Ring Accelerator，HERA），因而发现了胶子。美国计划建造的EIC将以较低能量运行，但是会有100至1,000的碰撞次数，产生的数据也将以几何倍数增加。
当美国核科学咨询委员会（NSAC）在2015年公开支持EIC的建造时，伊利诺伊州阿贡国家实验室的核物理学家Donald Geesaman及NSAC主席就强调了EIC对科学研究的重要性并声称：“只有当拥有EIC以后，我们才能在核物理的巨大领域中取得进展。”◇
责任编辑：朱涵儒
