CERN, Organizația Europeană pentru Cercetări Nucleare, dorește să construiască un colizor de particule care va pitici colizorul mare de Hadron (LHC). LHC a făcut descoperiri importante, iar actualizările planificate ale puterii sale asigură că va continua să lucreze la problemele de fizică în viitor. În cele din urmă, nu va fi suficient pentru a debloca secretele fizicii. În cele din urmă, vom avea nevoie de ceva mai mare și mai puternic.
Introduceți colizorul circular viitor (FCC.) FCC va depăși LHC-ul la putere cu un ordin de mărime. Pe 15 ianuarie, colaborarea FCC a lansat Raportul conceptual de proiectare (CDR) care prezintă opțiunile pentru colizorul circular viitor al CERN.
FCC face parte din foaia de parcurs a CERN pentru viitorul lor. În 2014, CERN a început să studieze conceptul FCC în pregătirea vieții după LHC. LHC nu va merge nicăieri în curând, de fapt este actualizat în acest moment. Dar există o limită la ceea ce poate face și o limită la cât de puternic poate fi. În cele din urmă, va necesita un succesor.
„FCC ar furniza coliziuni electron-pozitron, proton-proton și ion-ion la energii și intensități fără precedent ...”
Comunicat de presă CERN, 15 ianuarie 2019.
În acest moment, acest raport se referă la strategie și proces. Potrivit unui comunicat de presă al CERN, Europa ar trebui „să fie în măsură să propună un proiect ambițios de accelerare post-LHC la CERN până la următoarea actualizare a strategiei”. Acesta spune, de asemenea, "FCC ar oferi coliziuni electron-pozitron, proton-proton și ion-ion la energii și intensități fără precedent, cu posibilitatea de coliziuni electron-proton și electron-ion."
„Raportul conceptual FCC este o realizare remarcabilă. Acesta arată potențialul extraordinar al FCC de a ne îmbunătăți cunoștințele de fizică fundamentală și de a avansa multe tehnologii cu un impact larg asupra societății ”, a declarat directorul general al CERN, Fabiola Gianotti. „În timp ce prezintă noi provocări descurajante, FCC ar beneficia în mare măsură de expertiza, complexul de accelerator și infrastructurile CERN, care au fost dezvoltate de mai bine de jumătate de secol.”
Anunțul se concentrează pe descoperirea Higgs-Boson la LHC. Aceasta a fost o descoperire remarcabilă și una care a fost prezisă de mult timp prin teorie. Dar încă nu știm multe despre Higgs-Boson și înțelegând că acesta va necesita un colizor de particule mai puternic decât LHC. Fizicienii cred că Higgs-Boson ar putea deschide o ușă cu totul nouă în fizică, dar pentru a deschide acea ușă este nevoie de un colector de particule mai puternic.
Colizorul de protoni FCC ar folosi magneți superconductori de generație nouă și ar oferi o mulțime de noi oportunități pentru a studia fizica. Este proiectat să funcționeze cu energii de 100 TeV și mai mari, ceea ce înseamnă că ar permite studierea particulelor Higgs care interacționează între ele cu o precizie extremă.
Noul colector de particule își va folosi, de asemenea, puterea de a sonda materia întunecată, de a încerca să înțeleagă prevalența materiei asupra substanței anti-materie și de a încerca să explice mase de neutrino.
Ar putea găsi chiar noi particule masive și ar permite explorarea completă a rolului ruperii electroweak-simetriei în istoria universului nostru. FCC s-ar ciocni și de ioni grei, susținând un bogat program de fizică cu ioni grei pentru a studia starea materiei din universul timpuriu.
Dacă ar fi construit, FCC ar fi în același loc ca LHC, Bazinul de la Geneva. Noul colector de particule ar avea între 80 și 100 km (50 până la 62 mile) în diametru.
„Obiectivul final al FCC este să ofere un inel accelerator de protoni supraconductor de 100 de kilometri, cu o energie de până la 100 TeV, ceea ce înseamnă o ordine de mărime mai puternică decât LHC”, a declarat directorul CERN pentru acceleratoare și tehnologie, Frédérick Bordry. „Cronologia FCC prevede să înceapă cu o mașină de electroni-pozitron, la fel cum LEP a precedat LHC. Acest lucru ar permite unui program bogat să beneficieze comunitatea de fizică a particulelor de-a lungul secolului XXI.
„Colizorii de protoni au fost instrumentul de alegere pentru generații de a se aventura fizică nouă la cea mai mică scară. Un mare colonitor de protoni ar prezenta un salt înainte în această explorare și ar extinde decisiv programul de fizică dincolo de rezultatele oferite de LHC și un posibil colizor de electroni-pozitron. " a declarat directorul CERN pentru cercetare și calcul, Eckhard Elsen.
Noul colector de particule ar fi un proiect masiv de inginerie. Costul proiectat este în gama de 9 miliarde de euro pentru un tunel de 100 km. Dacă totul merge conform planului, acesta și-ar începe programul de fizică în 2040, chiar la sfârșitul LHC High-Luminosity. La început, colizorul de particule ar funcționa ca un colector de electroni-pozitron și ar servi comunității fizice timp de 15 până la 20 de ani. Apoi, acesta va fi transformat într-o mașină de protoni supraconductor, folosind același tunel, la sfârșitul anilor 2050. Aceasta ar costa încă 15 miliarde de euro.
Când este construit, noul colizor de particule va deveni centrul mondial pentru cercetarea în fizica particulelor, la fel cum are LHC. Acesta va fi un motor pentru inovația în inginerie, tehnologie, știință și industrie. De asemenea, va antrena următoarea generație de fizicieni și cercetători.
Surse:
- Comunicat de presă: Colaborarea internațională publică design design pentru un viitor colizor circular post-LHC la CERN
- CERN: LHC cu luminozitate ridicată
- CERN: Viitorul studiu de coliziune circulară
