美國建造一臺新的粒子對撞機的勢頭越來越猛，后者可以粉碎比電子更重的“表親”——繆介子(μ子)。物理學家希望用它發現新的粒子。
盡管μ子的短命特性使得這種對撞機在技術上難以建造，但它的主要優勢在于可以設計得更小、更便宜。不過，實現這一愿景還很遙遠，最早也要到2040年，但其倡導者表示，現在就需要開啟研發工作。
現在，世界各地的物理學家都在考慮這種對撞機的可行性。美國伊利諾伊州巴達維亞費米國家實驗室的粒子物理學家Karri Di Petrillo說，這是一個“大膽而有前途的愿景”。
2012年，瑞士日內瓦附近的歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)發現了希格斯粒子，但并沒有發現許多物理學家期望的其他新粒子，有人認為這可能是因為超出了機器的能力范圍。相反，μ子對撞機將是一臺“發現”機器，能夠通過前所未有的能量碰撞找到新的粒子。
物理學家對μ子對撞機的支持出現在“斯諾馬斯”期間，這是美國粒子物理界每十年一次的重大規劃活動，旨在提出科學愿景。組織者會把數千名科學家的觀點提煉成一份報告，最終影響美國政府的資助。在物理學家撰寫的“能源前沿”部分的白皮書中，幾乎有三分之一是關于μ子對撞機的。
μ子可以被加速到比電子更高的能量，因為它們在同步輻射時損失的能量更少。它們比質子碰撞有更大的優勢。這包括粒子組成的夸克之間的碰撞，每個夸克只攜帶總碰撞能量的一小部分。因為μ子是基本粒子，每次碰撞都涉及粒子的全部能量。這意味著一臺10萬億電子伏特、10公里長的μ子對撞機，可與CERN建造的100萬億電子伏特、90公里長的質子機器產生能量相同的粒子。
μ子對撞機的概念自20世紀60年代就已存在，但直到最近幾年才開發出可行的技術來處理μ子的特性，包括μ子容易衰變、產生令人討厭的背景噪聲、很難誘使其形成強流束等。明尼蘇達大學的物理學家Priscilla Cushman說，美國物理學家之所以興奮，是因為有足夠的時間來開發和制造這臺機器，以取代希格斯粒子工廠。
費米國家實驗室的粒子物理學家Joel Butler說，它是否會在美國建造取決于資金、政治及技術的可行性。斯坦福大學粒子物理學家Caterina Vernieri說，人們對μ子對撞機的熱情與對成本和可持續性的關注相關。
過去十年，無論是在設計用于尋找暗物質的大質量探測器上，還是在大型強子對撞機上，都未能找到理論上預測的一種暗物質，即弱相互作用大質量粒子(WIMP)，這意味著暗物質肯定比人們想象的更奇特。
奧地利格拉茨大學的暗物質物理學家Suchita Kulkarni說，物理學家希望尋找更輕的暗物質候選者，并重新審視他們的研究。考慮到暗物質可能作為一個整體而不是一個粒子存在，斯坦福大學的物理學家Micah Buuck說，要找到它就需要進行一些大型而敏感的實驗，比如那些已經在尋找WIMP的實驗，還有更多的小型實驗。
明年將是關鍵時刻。屆時美國聯邦粒子物理優先小組將利用斯諾馬斯的結論和預算方面的考慮，向能源部和國家科學基金會的出資人提出未來十年的投資建議。(李木子)
