“大型强子对撞机”（LHC）仍然是科学和技术创新的巅峰之一，但物理学家认为还有改进的空间。经过多年的研发，一个由欧洲核子研究组织（CERN）领导的国际团队发布了一份蓝图，详细介绍了该粒子加速器的继任者的计划——其规模之大，让“大型强子对撞机”中的“大型”显得相形见绌。
自2008年投入运行以来，LHC使研究人员能够探测宇宙中最深刻和最神秘的力。但是，要探究现代物理学最深层的问题需要大量的时间、精力和空间。这台机器的运作原理几乎无法在没有量子物理学学位的情况下理解，但其基本原理相对简单：基本上，LHC由一个精确的极其强大的磁铁网络组成，该网络将亚原子粒子加速通过一个直径17英里、埋藏在日内瓦附近法瑞边境下方约574英尺的圆形隧道。然后，粒子以接近光速的速度相互碰撞，产生近似宇宙中最强大相互作用的条件。
例如，在2013年，LHC实验通过证实希格斯玻色子（又称“上帝粒子”）的存在，帮助最终完成了物理学标准模型。希格斯玻色子曾经被长期理论化但从未被记录，它有助于解释宇宙大爆炸最初的时刻物质是如何聚集的。
但即使是LHC的能力也有其局限性。在某个点上，任何未来的发现都需要一个更大的粒子加速器——这正是CERN希望通过未来环形对撞机（FCC）来实现的目标。
“我们最终希望制造一个能量比今天高10倍的对撞机，”CERN发言人Arnaud Marsollier告诉《美联社》。“当你拥有更高的能量时，你就可以创造出更重的粒子。”
CERN于3月29日公布了其FCC可行性研究结果，此前他们花了十年时间研究了至少100种方案。根据该研究的配套公告，专家们已经确定了一个平衡了“物理学目标、地质、土木工程、技术基础设施、领土和环境维度、加速器和探测器的研发需求、社会经济效益和成本”的计划。而这个计划需要建造一个比LHC规模庞大的地下设施。
FCC的直径接近56.5英里，是LHC尺寸的三倍多，将包括八个地表实验室站点，负责四项正在进行的实验。隧道本身直径约为16英尺（相比之下，LHC隧道的宽度为12英尺），平均深度为656英尺。
CERN的可行性研究报告概述了FCC的两个可能阶段。第一阶段是一个电子-正电子对撞机，将作为“在不同质心能量下运行的希格斯、电弱和顶夸克工厂”。第二阶段将是一个质子-质子对撞机，能够产生约100特拉电子伏特（TeV）的“前所未有的碰撞能量”。
然而，FCC尚未最终确定。这个耗资约160亿美元的项目仍需进行独立审查，随后由CERN的二十几个成员国在2028年做出集体决定。如果获得批准，FCC本质上将是一个跨代际项目。研究人员估计，该设施最早要到2040年代中期才能开始首次运行，第二阶段则在2070年左右开始。
FCC实验期间的发现很可能值得等待，并对理论物理学之外的领域产生深远影响。根据CERN的说法，像LHC和FCC这样的粒子加速器可以促进医疗用超导材料、聚变能源研究、电力传输以及许多其他领域的进步。
