Powstanie nowy akcelerator cząstek trzy razy większy od LHC

Od 29 maja do 2 czerwca w Berlinie ponad 500 fizyków z całego świata dyskutowało o przyszłości fizyki cząstek elementarnych. Na spotkaniu naukowcy omówili również plany budowy następcy Wielkiego Zderzacza Hadronów.

Spotkanie zostało zorganizowane przez  Future Circular Collider study (FCC) – grupę naukowców, mających na celu opracowanie koncepcji infrastruktury badawczej, która będzie następcą Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC).

Potrzeba budowy nowego, potężniejszego akceleratora cząstek nie wynika z tego, że LHC działa niepoprawnie. Prace nad nowym akceleratorem podyktowane są nowymi doświadczeniami, których nie da się zwyczajnie przeprowadzić w LHC.

LHC ma ogromne znaczenie dla naukowców. To w nim potwierdzono w 2012 roku istnienie bozonu Higgsa. Ale odkrycie „boskiej cząstki”, jak często określany jest bozon Higgsa, dostarczyło więcej pytań niż odpowiedzi. Naukowcy uważają, że nowy akcelerator może pomóc na nie odpowiedzieć oraz dostarczyć potrzebną infrastrukturę, by dokonać kolejnych odkryć. Dzięki niemu być może uda się zobaczyć ukryte cząstki. To z kolei może pomóc badaczom głębiej zrozumieć prawa natury.

Prowadzony przez Europejską Organizację Badań Jądrowych (CERN) LHC jest największą maszyną na świecie. Zderza się w nim cząsteczki, aby uwolnić ekstremalne poziomy energii, starając się ujawnić nieuchwytne elementy budowy Wszechświata.

Unia Europejska sfinansowała czteroletnie badanie mające opracować przyszłe eksperymenty oraz technologię potrzebną do ich osiągnięcia. Badanie nazywa się EuroCirCol i bazują na energii zderzeń sięgającej 100 TeV, podczas gdy w LHC osiąga się około 14 TeV. To jedno z głównych założeń zaktualizowanej Europejskiej Strategii Fizyki Cząstek. Europa ma utrzymać wiodącą rolę w fizyce cząstek elementarnych. Badanie koncepcyjne projektu EuroCirCol jest bezpośrednią odpowiedzią na to zalecenie, przeprowadzone we współpracy z instytutami i uniwersytetami na całym świecie.

Fot. FCC/CERN

Koncepcja LHC 2.0 jest nadal opracowywana. Badacze nowy akcelerator chcą umieścić w bezpośrednim sąsiedztwie LHC – czyli również na granicy francusko-szwajcarskiej, w pobliżu Genewy. Podczas gdy tunel w kształcie torusa w LHC ma 27 kilometrów długości, tunel jego następcy będzie wynosił 80-100 kilometrów.

– Kiedy patrzymy na rzeczy takie jak ruch galaktyk, widzimy, że możemy tylko zrozumieć i wyjaśnić około pięć proc. tego, co obserwujemy. Ale żeby odpowiedzieć na pytania związane choćby z ciemną materią, co z kolei związane jest z tym, że galaktyki i gwiazdy nie poruszają się tak, jak można by tego oczekiwać, jedynym wyjaśnieniem, jakie mamy, jest to, że musi istnieć materia, której nie widzimy, która zniekształca ruch – powiedział profesor Michael Benedykt, kierujący badaniami FCC.

Badacze mają nadzieję, że końcowe projekty następcy LHC będą gotowe do końca 2018 roku. Jednak zanim nowy akcelerator zostanie zbudowany mogą minąć długie lata. Od pierwszych planów do uruchomienia LHC minęło 30 lat.

 

 

Źródło: The Horizon Magazine, International Business Times, The EuroCirCol, fot. CERN