插图:tuput
中文
印度1991年与欧洲核子研究中心签署合作协议,2017年1月16日成为联系成员国。2025年12月31日,该中心统计出482名印度国籍的用户,其中200人在CMS,106人在ALICE。
据制造这些设备的印度实验室2007年的一篇论文,印度为大型强子对撞机的偶极磁铁提供了7080个精密千斤顶、1146个六极校正磁铁、616个八极-十极校正磁铁(校正磁铁共1762个)、5500套失超加热器保护系统和1435个本地保护单元。2017年1月16日,印度成为欧洲核子研究中心(CERN)的联系成员国,这家欧洲粒子物理实验室在日内瓦附近。按该中心2026年的会费分摊表,印度当年的缴款为18906850瑞士法郎。
印度的实验室造了什么
这篇2007年的论文由印多尔的拉贾·拉马纳先进技术中心(RRCAT)和孟买的巴巴原子能研究中心(BARC)的工程师撰写,在一张表里列出了交付的清单。除了上面这些,它还列出两个5万升的液氮罐,以及机器能量提取系统中70个断路器的控制电子设备。《CERN Courier》2008年补充说,这些断路器来自俄罗斯,印度负责的是它们的电子设备。
RRCAT是印度方面的牵头实验室。论文说,BARC和印度电子公司(ECIL)负责保护系统和电源,BARC、加尔各答的可变能量回旋加速器中心(VECC)、英迪拉·甘地原子研究中心(IGCAR)和RRCAT提供了磁铁测试的工程师和物理学家。清单里包括协助测试超导偶极磁铁的100人年和硬件调试的20人年。《CERN Courier》报道,大约从2002年起,来自四个机构的90多名合格的印度人员,已在欧洲核子研究中心的磁铁测试大厅轮换工作过,每人一年。
缴款是以实物形式支付的。1996年的议定书把印度的硬件和人力估价为3400万瑞士法郎(按1994年的汇率为2500万美元),论文说这一数字后来提高到了6000万。其中一半算作印度对大型强子对撞机的贡献。另一半进入一项“印度基金”,用来支付印度科学家在欧洲核子研究中心的停留费用,以及部分外汇支出。
从1991年的协议到理事会的席位
欧洲核子研究中心说,塔塔基础研究所(TIFR)的印度物理学家从20世纪60年代起就在该中心的实验上工作,RRCAT在20世纪90年代为更早的大型正负电子对撞机(LEP)提供了硬件。原子能部(DAE)与欧洲核子研究中心于1991年签署了合作协议。1996年,印度原子能委员会同意帮助建造大型强子对撞机,为CMS和ALICE实验作出贡献,并支持计算网格。
欧洲核子研究中心把印度在理事会的观察员身份定在2002年。原子能部自己2016年的新闻稿说是2003年。印度于2015年申请联系成员资格。原子能部说,欧洲核子研究中心理事会在2016年9月15日通过了相关决议,其主席谢卡尔·巴苏(Sekhar Basu)和该中心总干事法比奥拉·贾诺蒂(Fabiola Gianotti)于2016年11月21日在孟买的原子能部办公室签署了协议。印度通知欧洲核子研究中心,国内的批准程序已经完成,协议于2017年1月16日生效。
《CERN Courier》列出这一身份带来的东西:出席理事会会议及其委员会的席位,印度科学家担任该中心正式职位的资格,以及印度企业直接参与该中心项目的途径。巴苏在同一篇报道中说,联系成员资格将增加年轻科学家和工程师的参与。
2026年的缴款与人员数字显示了什么
欧洲核子研究中心的财务页面给出,印度2026年的缴款为18906850瑞士法郎,按2026年价格计算,依据的是理事会2025年12月通过的修订计算安排。该页面没有给出这一数字是如何得出的其他细节。
欧洲核子研究中心的人员统计用两种方式计人。2025年12月31日,在其表格里的12639名用户中,482人是印度国籍:CMS 200人,ALICE 106人,ATLAS 83人,LHCb 21人,其余分布在较小的项目中。如果改按用户所属研究所所在的国家来算,印度有158人。这两张表衡量的是国籍和研究所所在地,所以数的并不是同一批人。
带有印度部件的探测器
ALICE是为研究夸克-胶子等离子体而建的实验,夸克-胶子等离子体是铅离子碰撞中产生的一种物质状态。ALICE有两项印度的贡献,资料对它们有详细描述。国家科学教育与研究所(NISER)的贝丹加·莫汉蒂(Bedanga Mohanty)的一份报告,称光子多重性探测器从设计到调试完全是印度人的工作:48个模块,共有221184个气体单元,2008年8月调试,2018年12月退役。同一份报告说,印度在ALICE有125多名成员,分布在加尔各答、布巴内斯瓦尔、昌迪加尔、阿利格尔、查谟、古瓦哈提、印多尔和孟买的研究机构。
第二项是一块芯片。《CERN Courier》2004年报道,加尔各答的萨哈核物理研究所在1997年末开始设计MANAS,这是ALICE前向μ子谱仪的前端芯片,由昌迪加尔的半导体综合体有限公司(Semiconductor Complex Ltd)制造。到2002年1月,已有1500块预生产芯片交给合作研究所,计划到2005年1月交付10万多块。
在CMS方面,原子能部说印度科学家发挥了重要作用,并被列入希格斯粒子发现的幕后人员名单。这一点可以核查。高能物理文献数据库INSPIRE列出了CMS 2012年希格斯论文的2900名作者,其中75人带有印度的所属机构:塔塔研究所29条,德里大学13条,旁遮普大学和BARC各12条,萨哈研究所9条。原子能部还补充说,世界大型强子对撞机计算网格(Worldwide LHC Computing Grid)在加尔各答的VECC和孟买的TIFR设有二级中心,即数据共享网络的中间层,其2016年11月的新闻稿报告了96%的正常运行时间。
印度造的硬件也已进入粒子物理以外的顶级期刊。智慧号(Pragyan)上的X射线谱仪在我们的月船三号文章里讲过,它得出的土壤读数发表在《自然》上,而讲印度空间研究组织预算的那篇文章则列出了该机构花多少钱。
2012年7月4日与“玻色子”一词
2012年7月4日,在欧洲核子研究中心的一场研讨会上,ATLAS和CMS两个实验各自报告了一个质量约为125至126 GeV的新粒子。ATLAS的发言人法比奥拉·贾诺蒂描述了处于5西格玛水平的迹象,这是通常的发现门槛。CMS发表的论文给出质量为125.3 GeV,统计不确定度0.4 GeV,系统不确定度0.5 GeV,局部显著性为5.0个标准差。
萨特延德拉·纳特·玻色(Satyendra Nath Bose)的名字藏在“希格斯玻色子”的第二个词里。圣安德鲁斯大学的传记档案MacTutor说,玻色1924年关于普朗克定律的四页论文送到了爱因斯坦手里,爱因斯坦把它译成德文,投给了《物理学杂志》(Zeitschrift für Physik),后来狄拉克为遵循由此发展出的统计规律的粒子创造了“玻色子”(boson)一词。希格斯玻色子是这一类粒子之一。它名字的第一个词是彼得·希格斯(Peter Higgs)的,而玻色1974年去世,比这一宣布早了38年。
这台机器此后发现了什么
希格斯粒子的成果变成了一个测量项目。2025年,ATLAS报告了希格斯衰变为两个μ子的3.4西格玛证据,这是对它与第二代粒子耦合的检验,使用的是13.6 TeV的第三轮运行数据,与第二轮合并。这是证据,不是观测,观测要达到5西格玛。
第三轮运行的最后一束质子束于2026年6月27日循环,CMS说第三轮在6月29日结束。《CERN Courier》给出的积分亮度,即所交付碰撞量的标准度量,是自首次碰撞以来近550反飞靶(inverse femtobarns),原定目标是300。仅第三轮,CMS就收到355反飞靶。
一台探测器的成果,以及下一阶段
作者名单并不显示谁主导了一项分析,所以本文只点出一组来自印度造探测器的结果。莫汉蒂的报告把两篇ALICE论文列为光子多重性探测器的成果。2015年的那篇测量了质子-质子碰撞中前向角度的光子,发现在赝快度2.3至3.9的范围内(赝快度是相对于束线的角度的一种度量),相对于0.9 TeV,平均光子多重性在2.76 TeV时上升了37.2%,在7 TeV时上升了61.2%。第二篇来自2023年,涉及5.02 TeV的质子-质子和质子-铅碰撞。
下一阶段是高亮度大型强子对撞机。欧洲核子研究中心2024年10月的时间表把其运行的开始,即第四轮运行,定在2030年6月,新设备包括更强的聚焦磁铁和蟹形腔(crab cavities)。《CERN Courier》给出的目标是超过3反阿靶(inverse attobarns),约为迄今所收集数据的六倍。
资料来源与延伸阅读
- CERN: India becomes Associate Member State of CERN (16 January 2017)
- CERN Courier: India to become associate Member State (13 January 2017)
- Department of Atomic Energy: India becomes Associate Member of CERN, Geneva (21 November 2016)
- CERN Finance and Administrative Processes: 2026 annual contributions to the CERN budget
- CERN: Annual Personnel Statistics 2025 (users at 31 December 2025)
- Bhanage et al. (RRCAT and BARC), Indian participation in LHC, SPL and CTF-3 projects at CERN, APAC 2007
- CERN Courier: Collaboration, a machine for the world (19 September 2008)
- CERN Courier: India's contribution to the ALICE forward muon spectrometer, the MANAS chip (24 November 2004)
- B. Mohanty (NISER), India-ALICE at CERN-LHC, selected current activities (presentation hosted by TIFR)
- CERN press release: CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson (4 July 2012)
- CMS Collaboration: Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC, Phys. Lett. B 716 (2012) 30
- INSPIRE: author affiliations of arXiv:1207.7235
- MacTutor, University of St Andrews: Satyendra Nath Bose
- ALICE Collaboration: Inclusive photon production at forward rapidities in proton-proton collisions at 0.9, 2.76 and 7 TeV, EPJC 75 (2015) 146
- ATLAS Collaboration: Evidence for the dimuon decay of the Higgs boson in pp collisions with the ATLAS detector, PRL 135 (2025) 231802
- CMS: The End of Run 3 (29 June 2026)
- CERN Courier: The LHC completes its third run (23 July 2026)
- CERN: New schedule for CERN's accelerators (8 October 2024)
本文在 AI 工具协助下研究与撰写,并经编辑核实。仅供一般参考与讨论,不构成专业建议。请参阅我们的编辑准则与免责声明。发现错误?告诉我们。
喜欢这篇吗?下一篇也别错过。
每次一篇好文章,直接送到你的邮箱。绝无垃圾邮件,随时可退订。