CERN, Evropská organizace pro jaderný výzkum, chce postavit srážko částic, které bude trpasličí velké hadronové srážky (LHC). LHC učinil důležité objevy a plánované aktualizace jeho síly zajistí, že bude i nadále pracovat na problémech fyziky. Ale nakonec nestačí odemknout tajemství fyziky. Nakonec budeme potřebovat něco většího a silnějšího.
Vstupte do budoucího okružního kříže (FCC.) FCC překročí LHC při výkonu o řád. 15. ledna spolupráce FCC vydala svou zprávu o koncepčním designu (CDR), která stanoví možnosti pro budoucí kolizní kluzák CERN.
FCC je součástí plánu CERNu pro jejich budoucnost. V roce 2014 začala CERN studovat koncept FCC v přípravě na život po LHC. LHC se nikam brzy nedostane, ve skutečnosti je právě upgradován. Existuje však limit, co může udělat, a limit, jak mocný to může být. Nakonec to bude vyžadovat nástupce.
"FCC by poskytoval srážky elektron-pozitron, proton-proton a iontový iont při bezprecedentních energiích a intenzitách ..."
Tisková zpráva CERN, 15. ledna 2019.
Právě teď je tato zpráva o strategii a procesu. Podle tiskové zprávy CERN by Evropa měla být „schopna navrhnout ambiciózní projekt urychlovače post-LHC v CERNu v době příští aktualizace strategie“. Také uvádí: „FCC by poskytoval srážky elektron-pozitron, proton a protony iontů při bezprecedentních energiích a intenzitách, s možností srážky elektron-proton a elektron-ion.“
„Zpráva o koncepčním designu FCC je pozoruhodný úspěch. Ukazuje obrovský potenciál FCC pro zlepšení našich znalostí základní fyziky a pro pokrok v mnoha technologiích se širokým dopadem na společnost, “uvedla generální ředitelka CERN Fabiola Gianotti. "Při představování nových, skličujících výzev by FCC těžilo z odborných znalostí, komplexů akcelerátoru a infrastruktur CERN, které byly vyvinuty více než půl století."
Toto oznámení se zaměřuje na objev Higgs-Boson na LHC. To byl pozoruhodný objev a ten, který byl teorií dlouho předvídán. O Higgs-Bosonovi však stále ještě mnoho nevíme a pochopíme, že to bude vyžadovat silnější srážce částic než LHC. Fyzici se domnívají, že Higgs-Boson mohl otevřít úplně nové dveře do fyziky, ale k jejich otevření je třeba silnějšího srážce částic.
Protokolizér FCC by používal supravodivé magnety nové generace a poskytl by spoustu nových příležitostí ke studiu fyziky. Je navržen tak, aby fungoval při energiích 100 TeV a vyšších, což znamená, že by umožnilo studovat interakce Higgsových částic s extrémní přesností.
Nový srážač částic bude také používat svou sílu k zkoumání temné hmoty, k pokusu a porozumění prevalenci hmoty nad anti-hmotou a k pokusu vysvětlit neutrinové hmoty.
Mohl by dokonce najít nové masivní částice a umožnil by důkladné prozkoumání úlohy rozpadu elektroslabé symetrie v historii našeho vesmíru. FCC by také srazilo těžké ionty a udržovalo bohatý program fyziky těžkých iontů, aby studovalo stav hmoty v časném vesmíru.
Pokud by byl FCC postaven, byl by na stejném místě jako LHC, Ženevská pánev. Nový sběrač částic by měl průměr mezi 80 až 100 km (50 až 62 mil).
"Konečným cílem FCC je poskytnout 100 kilometrový supravodivý protonový akcelerátorový kroužek s energií až 100 TeV, což znamená řád o mocnější než LHC," řekl ředitel CERN pro urychlovače a technologie Frédérick Bordry. „Časová osa FCC počítá s tím, že se začne strojem s elektronovým pozitronem, stejně jako LEP předcházela LHC. To by umožnilo bohatému programu prospívat komunitě fyziky částic v průběhu 21. století. “
„Protonové srážky byly pro generace generací nástrojem k tomu, aby si odnesl novou fyziku v nejmenším měřítku. Velký protonový srážce by v tomto průzkumu představoval skok vpřed a rozhodně rozšířil fyzikální program nad výsledky poskytované LHC a možným srážkem elektron-pozitron. ““ řekl ředitel CERN pro výzkum a výpočetní techniku Eckhard Elsen.
Nový srážač částic by byl obrovským inženýrským projektem. Předpokládané náklady se pohybují v rozmezí 9 miliard EUR pro tunel o délce 100 km. Pokud by vše šlo podle plánu, začal by svůj fyzický program v roce 2040, hned na konci LHC s vysokou svítivostí. Zpočátku by srážač částic fungoval jako srážko elektronů a pozitronů a sloužil fyzikální komunitě po dobu 15 až 20 let. Na konci padesátých let by se pak změnil na supravodivý protonový stroj využívající stejný tunel. To by stálo dalších 15 miliard EUR.
Když je postaven, nový srážač částic se stane světovým centrem výzkumu částicové fyziky, stejně jako LHC. Bude to hybná síla inovací ve strojírenství, technologii, vědě a průmyslu. Bude také školit příští generaci fyziků a vědců.
Zdroje:
- Tisková zpráva: Mezinárodní spolupráce publikuje koncepční návrh budoucího kruhového srážce po LHC v CERNu
- CERN: LHC s vysokou svítivostí
- CERN: Budoucí studie s kruhovými srážkami
