除了對撞機，粒子物理實驗就沒有出路了嗎？

研究實驗粒子物理主要有兩種方式，一種是加速器實驗物理，另一種是非加速器實驗物理。加速器物理是使用加速器為手段進行的物理實驗，用加速器將粒子加速到很高的能量後撞擊原子核或其他粒子，可以探索原子核以下層面的物質結構及規律。非加速器物理實驗就是不使用加速器手段進行的粒子物理實驗。

粒子物理實驗最早就是以非加速物理為手段展開的，並且在早期取得了輝煌的成就。像正電子、μ子、K介子、π介子等都是在宇宙射線中最早發現的，這些發現對人類認識微觀世界發揮了非常大的作用。不過用宇宙射線展開粒子物理實驗基本就是靠天吃飯，為了更好的控制粒子進行實驗，上個世紀30年代，勞倫斯發明了迴旋加速器，為粒子物理實驗開闢了一塊新的天地。對撞機就是在迴旋加速器的基礎上逐步發展起來的一種加速器。

勞倫斯最早發明的加速器非常小，可以拿在手掌上。要將粒子加速到更高的能量需要有更大半徑的加速器，於是加速器的半徑一步步的增大，今天世界上最大的加速器歐洲大型強子對撞機LHC的周長達到了27千米，中國規劃建設的大型對撞機CEPC-SppC周長更是達到了100千米。

上圖為世界上幾個加速器的大小對比圖，實線畫的最大的圓為歐洲大型強子對撞機，最小的圓為北京正負電子對撞機，虛線畫的圓弧為中國規劃建造的超大型對撞機CEPC-SppC。

大型對撞機可以說是目前粒子物理實驗中最有力的利器，它比宇宙射線有著非常多的優勢。用它可以將正反電子或正反質子加速到非常高的能量，並且得到的還是高流強可人為控制的粒子流。在更高的能量以及更高流強下，粒子物理學家能夠更好的探索微觀世界的奧妙。

對撞機的整體優勢雖然明顯，但宇宙射線也有讓對撞機高不可攀的地方，宇宙射線中有些粒子的能量可以比對撞機中粒子的能量高出數個數量級。尤其是中微子、磁單極子、質子衰變、暗物質等研究早已轉向到非加速器實驗，並且有些研究成果已經摘得了諾貝爾獎。

上世紀90年代以來，非加速器物理的發展勢頭非常迅猛，尤其是在大型對撞機遇到瓶頸的情況下，一些規模很大、靈敏度非常高、投入也很大的非加速器物理實驗專案投入到執行中。比如南極的冰立方中微子天文臺，近百根裝備著感測器的電纜從實驗室延伸到冰洞下2。5千米的深處。非加速器物理能夠和加速器物理有效的互補，共同為人類探索最基本的物質世界效力。