歐洲核子研究組織（CERN）近期公布一項雄心勃勃的計畫，打算在法瑞邊境及日內瓦湖底下興建「未來環形對撞機（FCC）」。這條全長 91 公里的龐大隧道將遠超過現有的大型強子對撞機（LHC），預計斥資逾百億瑞士法郎，並可能於 2040 年代中期啟動。如果最終獲得批准，未來環形對撞機將成為人類探索高能物理的新里程碑。
未來環形對撞機是什麼？與大型強子對撞機的差別是什麼？
大型強子對撞機自啟用以來，最著名的成就是在 2013 年協助確認「希格斯玻色子」的存在，為標準模型補上關鍵證據。然而，隨著大型強子對撞機逐步進入壽命尾聲，CERN 耗時約十年籌劃後，提出這項更宏大的未來環形對撞機計畫。
未來環形對撞機的隧道直徑約 5 公尺，平均深度約 200 公尺，主環線長度則將近 91 公里，是大型強子對撞機 27 公里隧道的三倍以上。如此巨大的加速環，可望讓質子及重離子在更高能量範圍中進行碰撞，有機會解開當前標準模型無法涵蓋的更多物理謎團。
根據規劃，未來環形對撞機第一階段將聚焦高精度探測已知物理現象，尤其是希格斯玻色子相關課題；待發展成熟後，約於 2070 年進入第二階段，才會實施極高能量的質子與重離子碰撞。這種「先深度研究、再衝擊未知」的雙階段策略，除了能在可預見的能量範疇取得豐富數據，也給予工程人員及科學家足夠時間改良超導磁體、真空技術等基礎條件，最大化實驗效益。
歐洲面臨中國、預算與國際合作疑慮
儘管歐洲核子研究組織的研究成果舉世矚目，若未來環形對撞機遲遲無法落實，歐洲在基礎科學領域的領導地位恐面臨威脅。CERN 總幹事 Fabiola Gianotti 指出，中國已明確表達興建超大型對撞機的意願，對歐洲形成直接競爭。一旦中國率先完成類似大型設施，未來引領高能物理的研究中心可能移轉至亞洲。
然而，約 15 至 17 億美元（折合近 14 至 15 億瑞士法郎）的初期預算，以及長達數十年的施工與實驗期，都令部分成員國相當審慎。德國作為 CERN 最大的單一出資國，去年便對巨額經費提出質疑。
此外，美國雖是 CERN 觀察員國而非正式會員，但當前的財政與政治環境是否允許大手筆支持海外科研專案，也是一大不確定因素。CERN 希望能透過跨國合作分攤成本，並藉由現有經費合理調度，確保未來環形對撞機的初步經費在 2028 年前評估通過，並於 2040 年代進入實質建設階段。
龐大施工規模與環保考量
未來環形對撞機在技術面雖然被認為不存在顯著的工程難題，但當地居民與環保團體對此龐大計畫仍有顧慮。由於新隧道將穿越法國與瑞士邊境、甚至位於日內瓦湖下方，工程期間會在地面設立多處施工井與設施。有法國農民擔心，自己的農田恐面臨被徵收或施工破壞；地方環境組織則憂心隧道開鑿及日後運作所需的電力，將造成高昂耗能與潛在生態衝擊。
CERN 發言人強調，目前已盡可能在設計上減少施工井數量，並努力與地方政府協調相關工程範圍。針對電力使用與溫排水等問題，部分城鎮則認為可再利用對撞機運轉時多餘的能源，用於提供區域暖房或其他民生設施，實現雙贏。
高能物理研究與社會的長期效益
支持未來環形對撞機的專家們認為，此計畫不僅有助人類更深層理解希格斯機制等關鍵物理理論，也可能開啟未知物理的新大門。回顧大型強子對撞機以來的發現，從「希格斯玻色子」到各種前沿實驗，都在基礎與應用層面帶來重要突破。例如，更先進的超導技術、加速器原理，衍生在醫療設備（如正子攝影、粒子治療）或工業檢測上的廣泛應用，也往往在意想不到的領域創造效益。
