希格斯粒子是粒子物理“標(biāo)準模型”預(yù)言的解釋物質(zhì)質(zhì)量起源的粒子。經(jīng)過全世界物理學(xué)家近半個世紀的努力，2012年歐洲核子中心（CERN）宣布大型強子對撞機（LHC）上的實驗發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子。這項成果標(biāo)志著“標(biāo)準模型”的完成，也標(biāo)志著新時代的開始。基礎(chǔ)物理學(xué)因此面臨著一個重要的轉(zhuǎn)折和發(fā)展機遇。
對于中國的高能物理研究，乃至整個科技的發(fā)展，這是一個難得的重要機遇。我們建議在我國建設(shè)一個以超高能環(huán)形加速器為核心的世界級大型加速器基地，研究希格斯粒子及相關(guān)的科學(xué)問題，尋找超出“標(biāo)準模型”的新物理，尋找未來發(fā)展的突破口。這一基地將采用國際化的方式運作、管理，吸引國內(nèi)外上萬名科學(xué)家與工程師參與，聚集一批高新技術(shù)企業(yè)，形成一個大型科學(xué)研究中心和國際科學(xué)城,最終發(fā)展為世界科學(xué)的中心之一。
基于加速器的粒子物理研究對基礎(chǔ)物理學(xué)的發(fā)展、尖端技術(shù)的進步和社會經(jīng)濟的發(fā)展都帶來深刻影響。對物質(zhì)根本結(jié)構(gòu)的研究引領(lǐng)了數(shù)百年來科學(xué)的發(fā)展。二戰(zhàn)后，基于加速器的粒子物理研究則引領(lǐng)了對物質(zhì)根本結(jié)構(gòu)的研究。在過去六十多年里，美國、歐洲各國及日本等科技發(fā)達國家均投入巨資，不斷建造各種大型加速器，使人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識有了巨大的發(fā)展，并推動了交叉科學(xué)研究的發(fā)展。諾貝爾物理學(xué)獎方面30%與加速器直接相關(guān)，諾貝爾化學(xué)獎方面多個獎項也得益于加速器設(shè)施。加速器物理與技術(shù)本身也得到了飛速發(fā)展，并在醫(yī)療、工業(yè)、科研、安全檢查等方面有了大量的應(yīng)用。相關(guān)的探測器、機械、電子、微波、低溫超導(dǎo)、計算機及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)也得到巨大發(fā)展。例如歐洲核子中心為解決大型正負電子對撞機上海量高能物理數(shù)據(jù)的傳輸問題，發(fā)明了WWW網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從根本上改變了人類生活。
建造高能量前沿實驗裝置是未來粒子物理研究的發(fā)展趨勢。2012年7月，CERN宣布大型強子對撞機（LHC）上的實驗發(fā)現(xiàn)了希格斯粒子。這是人類對物質(zhì)世界認識的重要里程碑，它完成了對物質(zhì)結(jié)構(gòu)描述的標(biāo)準理論，也預(yù)示著新時代的開始。科學(xué)家們開始討論基礎(chǔ)物理學(xué)將向何處發(fā)展？國際上出現(xiàn)了十幾個基于加速器的高能量前沿實驗裝置。我國科學(xué)家于2012年9月提出建造下一代環(huán)形正負電子對撞機（CEPC）并適時改造為高能質(zhì)子對撞機（SppC）的方案，在國際上引起巨大反響。CERN隨后將此方向列為其粒子物理2013-2018年五年規(guī)劃中的一部分，并于2014年2月啟動了對未來環(huán)形對撞機的設(shè)計研究。國際未來加速器委員會（ICFA）已正式宣布將支持這樣的研究并鼓勵進行全球合作。
中國正面臨引領(lǐng)世界科技發(fā)展的良機。作為正在崛起的大國,中國應(yīng)該擁有世界頂級的大型科學(xué)研究中心并引領(lǐng)世界科技的發(fā)展。該項建設(shè)方案將使用和發(fā)展世界上最先進的加速器相關(guān)技術(shù)，如機械、電子、真空、射頻微波、低溫超導(dǎo)、輻射防護、計算機及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，可以大大推動相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。超高能環(huán)形加速器的建設(shè)運行和相關(guān)研究需用國際化的方式運作、管理，將吸引國內(nèi)外上萬名科學(xué)家與工程師參加，形成一個國際化的大型科學(xué)研究中心。該研究中心還將聚集一批高新技術(shù)企業(yè)，進而形成國際科學(xué)城，并最終發(fā)展成為世界頂級的大型科學(xué)研究中心之一。該項建設(shè)方案的實現(xiàn)，將使我國的基礎(chǔ)物理學(xué)研究在未來三十年中成為世界第一，并極大提升國家科技創(chuàng)新能力和國際競爭力等軟實力，大大提高我國的國際地位。
這一機遇面臨激烈的國際競爭，時間窗口不到十年。我們在高能物理領(lǐng)域的主要競爭對手包括日本和歐洲。目前日本忙于國際直線對撞機（ILC），暫時不會和我們競爭。歐洲核子中心（CERN）已開始組織對未來環(huán)形對撞機的設(shè)計研究，但它2030年之前將忙于LHC運行及其升級。因此，如果不能在2025年之前啟動項目，我們將錯失良機。以后何時再有這樣的機會，恐怕誰也無法預(yù)料。我們希望能抓緊時間盡快啟動設(shè)計和預(yù)研工作。
