根据选址与设计的不同，未来希格斯工厂的碳足迹几乎可以相差100倍。这是近期一项研究得出的结论，它比较了不同的希格斯工厂在每个单位物理学产出方面对环境的影响。根据分析结论，电子-正电子希格斯工厂（FCC-ee）是目前在这方面表现最好的设计，与其他设计相比，它产生希格斯玻色子的单位能耗更少，产生的碳排放量更低。

▲CERN的LHC加速器

科学家面临的挑战在于，如何设计一个对气候影响最小的科学设施。2012年，欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）发现了希格斯玻色子，这种粒子与赋予物质质量的场有关，但LHC产生的希格斯玻色子很少。目前，物理学家想要耗资数十亿美元打造“希格斯工厂”，用来专门生产这种粒子，并希望通过对它们的精确研究，发现令人兴奋的成果。

CERN的帕特里克·雅诺特和日内瓦大学的粒子物理学家阿兰·布朗德尔，利用已公布的五个主要希格斯工厂的设计细节，计算了产生每一个希格斯玻色子的能量消耗。这五个希格斯工厂分别是欧洲核子中心规划的未来环形对撞机（FCC-ee）、中国提出的环形正负电子对撞机（CEPC）、日本的国际线性对撞机（ILC）、CERN的紧凑型线性对撞机（CLIC）和美国紧凑型加速器“冷铜对撞机”（C3）。

对于希格斯工厂来说，其科研能力与生产希格斯玻色子的数量直接相关。假设希格斯工厂A每年生产4万个希格斯玻色子，耗能为0.5太瓦时；而希格斯工厂B每年生产40万个希格斯玻色子，耗能为1太瓦时。如果物理学家需要100万个希格斯玻色子来做研究，那么希格斯工厂A需要25年才能满足，而希格斯工厂B只需要2.5年。就能耗而言，这相当于希格斯工厂A需耗能12.5太瓦时，而希格斯工厂B只需耗能2.5太瓦时（尽管B工厂每年消耗的能源是A的两倍）。由此可见，相比于年度总能耗，每个希格斯玻色子所消耗的能量是更合适的评估指标。

经过考察和计算，研究人员发现，FCC-ee是最节能的，它每生产一个希格斯玻色子仅消耗3兆瓦时的电力——其次是CEPC，每个希格斯玻色子消耗4.1兆瓦时，而最耗能的设计是C3，其能耗高达18兆瓦时/希格斯玻色子。

在这项分析中，FCC-ee被假定为只有两个探测器。如果有四个探测器，FCC-ee的估值将被除以系数1.7。在这种情况下，每产生一个希格斯玻色子只需消耗1.8兆瓦时能源，并排放0.1吨二氧化碳当量。

调研还涉及建筑物和探测器的环境足迹等内容，将在后续论文中陆续发表。人类正在经历前所未有的气候变化，因此在选择下一代科学设施时，既要努力将科学成果最大化，也要将环境问题考虑在内。

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