欧洲能源危机可能导致大型强子对撞机关闭

欧洲现在正遭受能源危机。俄罗斯入侵乌克兰，导致俄罗斯政府切断天然气供应，欧洲大陆的供暖和电力价格大幅上涨。

在欧洲中心地带，法国和瑞士边境，欧洲核子研究中心的粒子物理实验室也面临同样的困境。据报道，本月欧洲核子研究中心官员正在制定计划，限制甚至关闭最近重新启动的大型强子对撞机 (LHC)。

如果 LHC（全球最大、最昂贵的对撞机）确实短暂关闭，这对于粒子加速器研究来说并不罕见。但如果它必须长时间处于休眠状态，可能会出现问题。

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有人说 CERN 的用电量相当于一座小城市，这种说法确实有道理。据该组织自己承认，一年中，其设施的用电量约为附近瑞士日内瓦的三分之一。确切的数字确实会因月份和年份的不同而有所不同，但该实验室的粒子加速器约占 CERN 电费的 90%。

对于地面观察者来说，很容易想知道为什么这么多能源要投入到涉及亚原子粒子、等离子体和暗物质的神秘物理实验中。“鉴于当前的情况，作为其社会责任的一部分，欧洲核子研究中心正在制定一项计划，以减少今年冬天的能源消耗，”该组织的发言人 Maïlys Nicolet 在一份新闻声明中写道。

尽管如此，CERN 并不像普通欧洲人那样担心能源问题，因为它的能源战略已经在一定程度上具有可持续性。该设施的电力来自法国电网，法国电网的三分之二以上电力来自核裂变——是世界上最高的。这不仅大大减少了 LHC 的碳足迹，还使其对进口化石燃料的依赖大大减少。

但法国电网还有另一个怪癖：与欧洲大部分地区不同，法国的家庭通常使用电热器，而欧洲大部分地区依靠天然气来取暖。因此，在寒冷的月份，当地的电费可能会翻倍。目前，该国 56 座核反应堆中有 32 座因维护或维修而停运。法国政府计划 在冬季之前重新启用大部分发电设施，以增强电网应对能源危机的能力。

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但如果不能实现这一点，CERN 可能会面临电力供应短缺。即使这家研究巨头扩大预算来支付电力费用，也可能没有足够的电力，这取决于法国反应堆的运行情况。 欧洲核子研究中心能源管理小组主席塞尔日·克劳德特（Serge Claudet）对《科学》杂志表示：“就今年秋季而言，这不是价格问题，而是供应问题。”

不过，休眠对于 LHC 来说并不完全是异常现象。过去，CERN 曾在冬季关闭粒子加速器进行维护。今年也不例外：对撞机管理员计划从 11 月到 3 月将其封存。如果欧洲能源危机持续到 2023 年，LHC 的暂停可能会持续到温暖的月份，甚至更长。

据该设施的发言人称，CERN 管理人员正在探索各种选择。法国政府可能会命令 LHC 在电力需求高峰时段（例如早晨或晚上）停止运行。或者，为了让其旗舰设施继续运行，CERN 可能会尝试关闭一些共用该设施的小型加速器。

但并非所有粒子物理学家都赞同优先考虑单台机器的能源。“我认为，你不能只运行这台机器，而要关闭其他所有机器，”英国谢菲尔德大学粒子物理学家、ATLAS（LHC 的一项实验）合作者 Kristin Lohwasser 表示。

另一方面，如果 LHC 无限期地处于休眠状态，损失会更大。如果必须关闭一年或更长时间，对撞机的设备（例如用于观察极小规模碰撞的探测器）可能会开始退化。“这就是为什么没有人会直接宣布关闭并等待五年的原因，”Lohwasser 说。保持 LHC 处于休眠状态也需要相当多的能量。

即使 CERN 的加速器停止运行，世界各地的粒子物理学家仍有许多工作要做。现场实验产生了大量的结果：位置、速度，以及数千次碰撞中产生的无数神秘物质。专家们在记录测量结果十年后仍能发现隐藏在测量结果中的亚原子产物。物理学研究的潮流几乎肯定不会因为能源危机而停止。

目前，LHC 第三轮实验的动力来源仍悬而未决。本周，欧洲核子研究中心官员将向该机构的管理部门提交一份计划，说明如何推进。该解决方案将提交给法国和瑞士政府征求意见。只有在此之后，最终决定才会公布。

洛瓦瑟说：“到目前为止，我并不认为物理学家们对这些计划有什么太大的担忧。”如果 CERN 必须让位于更大的担忧，那么科学界的许多人都会接受这一点。