Europos branduolinių tyrimų organizacija CERN nori sukurti dalelių susidūrėją, kuris nugrimzdtų į didįjį hadronų susidūrėją (LHC). LHC padarė svarbių atradimų ir planuodamas savo galios patobulinimus užtikrins, kad ateityje ir toliau spręs fizikos problemas. Bet galų gale nepakaks atrakinti fizikos paslapčių. Galų gale mums reikės kažko didesnio ir galingesnio.
Įeikite į būsimą žiedinį kolliderį (FCC.). FCC dydžiu viršys galios LHC. Sausio 15 d. FCC bendradarbiavimas išleido savo koncepcinio projekto ataskaitą (CDR), kurioje pateikiamos CERN ateities žiedinio sutraukiklio galimybės.
FCC yra CERN ateities plano dalis. 2014 m. CERN pradėjo mokytis FCC koncepcijos, ruošdamasis gyvenimui po LHC. LHC niekur niekur nesikreipia, iš tikrųjų jis yra atnaujinamas dabar. Tačiau tai, ką jis gali padaryti, yra ribota ir galinga. Galiausiai reikės perėmėjo.
„FCC užtikrins elektronų-pozitronų, protonų-protonų ir jonų-jonų susidūrimus su precedento neturinčiomis energijomis ir intensyvumu ...“
CERN pranešimas spaudai, 2019 m. Sausio 15 d.
Šiuo metu šis pranešimas yra apie strategiją ir procesą. Kaip teigiama CERN pranešime spaudai, Europa turėtų „būti pasirengusi pasiūlyti plataus užmojo greitkelio projektą po LHC CERN iki kito strategijos atnaujinimo“. Taip pat sakoma: „FCC užtikrins elektronų-pozitronų, protonų-protonų ir jonų-jonų susidūrimus esant precedento neturinčioms energijoms ir intensyvumui, esant elektronų-protonų ir elektronų-jonų susidūrimams“.
„FCC koncepcijos projekto ataskaita yra puikus pasiekimas. Tai rodo didžiulį FCC potencialą tobulinti mūsų žinias apie pagrindinę fiziką ir pažangą daugelyje technologijų, turinčių didelį poveikį visuomenei “, - sakė CERN generalinis direktorius Fabiola Gianotti. „Pateikdamas naujus, bauginančius iššūkius, FCC labai naudinga būtų CERN kompetencija, greitintuvo kompleksas ir infrastruktūra, kurie buvo sukurti daugiau nei pusę amžiaus.“
Pranešime daugiausia dėmesio skiriama Higso-Bosono atradimui LHC. Tai buvo puikus atradimas ir tas, kurį ilgai numatė teorija. Tačiau dar daug ko dar nežinome apie Higsą-Bosoną, ir norint jį suprasti, prireiks galingesnio dalelių susidūrimo įrenginio nei LHC. Fizikai mano, kad Higsas-Bosonas galėtų atverti visiškai naujas fizikos duris, tačiau norint atidaryti tas duris reikalingas galingesnis dalelių susidūrėjas.
FCC protonų kollideris naudotų naujos kartos superlaidžius magnetus ir suteiktų daug naujų galimybių studijuoti fiziką. Jis sukurtas veikti esant 100 TeV ir aukštesnei energijai, o tai reiškia, kad tai leis ištirti Higso daleles, sąveikaujančias tarpusavyje ypač tiksliai.
Naujasis dalelių kollideris taip pat panaudos savo galią zonduoti tamsiąją medžiagą, bandyti suprasti materijos paplitimą prieš anti-medžiagą ir bandyti paaiškinti neutrinų mases.
Jis netgi galėtų rasti naujų masyvių dalelių ir leistų nuodugniai ištirti, koks elektrinės duslintuvo simetrijos vaidmuo mūsų visatos istorijoje. FCC taip pat susidurs su sunkiaisiais jonais, vykdydama turtingą sunkiųjų jonų fizikos programą, skirtą materijos būklei ankstyvojoje visatoje tirti.
Jei jis būtų pastatytas, FCC būtų toje pačioje vietoje kaip LHC, Ženevos baseinas. Naujojo dalelių susidūrimo įrenginio skersmuo būtų nuo 80 iki 100 km (nuo 50 iki 62 mylių).
„Pagrindinis FCC tikslas yra pateikti 100 kilometrų superlaidų protonų greitintuvo žiedą, kurio energija yra iki 100 TeV, tai reiškia, kad laipsnis yra galingesnis nei LHC“, - sakė CERN greitintuvų ir technologijos direktorius Frédérickas Bordry. „FCC laiko juosta numato pradėti nuo elektronų-pozitronų aparato, lygiai kaip LEP prieš LHC. Tai įgalintų turtingą programą, naudingą dalelių fizikos bendruomenei per visą XXI amžių. “
„Protonų susidūrėjai buvo kartų pasirinkimas, kad būtų galima sukurti naują fiziką mažiausiu mastu. Didelis protonų kollideris reikštų šuolį į priekį atliekant šį tyrinėjimą ir ryžtingai pratęstų fizikos programą, viršijant LHC pateiktus rezultatus ir galimą elektronų-pozitronų susidūrėją. “ sakė CERN tyrimų ir kompiuterijos direktorius Eckhardas Elsenas.
Naujasis dalelių susidūrėjas būtų masinis inžinerinis projektas. Numatomos išlaidos yra 9 milijardai eurų už 100 km tunelį. Jei viskas vyks pagal planą, ji savo fizikos programą pradės 2040 m., Tiesiai prie didelio ryškumo LHC. Iš pradžių dalelių susidūrėjas veiktų kaip elektronų-pozitronų susidūrėjas ir tarnautų fizikos bendruomenei nuo 15 iki 20 metų. Tada jis būtų paverstas superlaidžiu protonų aparatu, naudojant tą patį tunelį, 2050-ųjų pabaigoje. Tai kainuotų papildomai 15 milijardų eurų.
Pastatytas naujasis dalelių susidūrimo įrenginys taps pasauliniu dalelių fizikos tyrimų centru, kaip ir LHC. Tai bus inovacijų inžinerijos, technologijos, mokslo ir pramonės srityse variklis. Taip pat bus mokomi naujos kartos fizikai ir tyrėjai.
Šaltiniai:
- Pranešimas spaudai: Tarptautinis bendradarbiavimas CERN paskelbia būsimo žiedinio susidūriklio po LHC koncepciją
- CERN: didelio ryškumo LHC
- CERN: Ateities žiedinio kolliderio tyrimas
