未来希格斯工厂的碳足迹可能相差近 100 倍，具体取决于所选设计及其位置。 这是欧洲物理学家分析得出的结论，他们研究了 CERN 大型强子对撞机 (LHC) 的潜在继任者。 研究人员得出结论，所提出的 未来圆形对撞机 (FCC) 将设在欧洲核子研究中心并与大型强子对撞机相连，这将是最环保的，因为与竞争设计相比，它消耗的能源更少，每生产希格斯玻色子产生的碳排放量也更低（的arXiv：2208.10466).
继 2012 年大型强子对撞机发现希格斯玻色子之后，粒子物理学家正计划建造一个更强大的粒子对撞机。 被称为希格斯工厂的未来机器将用正电子粉碎电子，以便更详细地研究希格斯玻色子和其他粒子的特性。
目前有五项关于高能正电子对撞机的提案，其中 国际直线对撞机 日本的 (ILC)、美国的冷铜对撞机 (C3) 和 紧凑型直线对撞机 在 CERN，所有这些都基于直线加速器。 美国联邦通信委员会和 中国正电子对撞机 与此同时，中国的（CEPC）是圆形对撞机。
围绕不同对撞机设计的物理机会存在各种争论，但 CERN 粒子物理学家 帕特里克·雅诺特 和他的同事 Alain Blondel 认为，由于未来任何对撞机的能耗都很高，因此还应考虑设计对环境的重大影响。
“我们提议未来的高能物理项目不仅包括对撞机的成本和性能，还包括每个物理结果的碳足迹，并在设计和选择‘最佳’对撞机时使用这些数据，”杰诺特告诉 物理世界.
研究人员分析计划中微子实验的碳足迹
在他们的分析中，两人发现 FCC 是最节能的设计，它产生的每个希格斯玻色子消耗 3 兆瓦时的电力。 次佳的是 CEPC，每希格斯玻色子 4.1 兆瓦时，而能量最密集的设计是 C3（18 兆瓦时/希格斯玻色子）。
研究人员随后检查了希望承载未来高能对撞机的不同国家的电力生产碳强度。 FCC 再次最佳，排放 0.17 吨 CO2 当量（吨二氧化碳2 eq.) 每个产生的希格斯玻色子。 与此同时，ILC 将产生大约 50 倍的二氧化碳2 当量（9.4 吨 CO2 当量。 根据希格斯玻色子）。 FCC 的低排放部分是因为法国生产的能源中约 80% 来自核电站，因此大部分是无碳的。
该团队发现，如果设计将交互点的数量从两个增加到四个，则可以进一步改善 FCC 的碳足迹。 在这种情况下，产生的每个希格斯玻色子将消耗 1.8 兆瓦时的能量并排放 0.1 吨二氧化碳2 等价物。
Janot 补充说，分析的重点是物理结果对环境的影响以及运营拟议的希格斯工厂的能源消耗。 他补充说，这是 FCC 更大范围可行性研究的一部分，该研究将涵盖项目不同阶段的环境影响等内容。 这将包括，例如，隧道建设以及对撞机的安装和操作。 但他指出，“运行期间的能源消耗是高能对撞机碳足迹的最大贡献者”。
其他因素
物理学家 小寺久美子 来自巴黎索邦大学的研究人员对中微子探测巨型阵列 (GRAND) 项目的潜在碳足迹进行了分析，他告诉 物理世界 每个希格斯玻色子的能源消耗和碳排放量是一个明智的比较。 然而，Kotera 解释说，要进行更准确的碳足迹分析，除了对撞机的能源消耗外，还需要考虑与数据分析和模拟相关的能源消耗，以及其他相关的数字技术，如数据存储。
CERN 批准未来圆形对撞机的进一步工作——但推迟最终决定
Kotera 补充说，完整的分析还需要考虑其成员的国际旅行，尽管她怀疑这比对撞机操作和数字技术更耗能。
Janot 同意可以做更多的事情，并补充说欧洲核子研究中心正在研究减少碳足迹的方法。 其中包括能源回收、管理电力消耗以最大限度地利用低碳资源，以及发展国际合作以尽量减少旅行的方法。
