CERN מתכננת לבנות מקליט חלקיקים גדול בהרבה. הרבה, הרבה, גדול יותר.

Send

CERN, הארגון האירופי למחקר גרעיני, מבקש לבנות קפיץ חלקיקים שיגמד את קבריידר הדרון הגדול (LHC). ה- LHC גילה תגליות חשובות, ושדרוגים מתוכננים לכוחו מבטיחים שהוא ימשיך לעבוד על בעיות פיזיקה בעתיד. אבל בסופו של דבר, זה לא יספיק כדי לפתוח את סודות הפיזיקה. בסופו של דבר, נצטרך משהו גדול יותר וחזק יותר.

הזן את Collider Circular Collider (FCC.) ה- FCC יעלה על ה- LHC הנמצא בכוח בסדר גודל. ב- 15 בינואר, שיתוף הפעולה של FCC פרסם את דוח העיצוב הקונספטואלי שלו (CDR) שמפרט את האפשרויות עבור ה- Future Circular Collider של CERN.

ה- FCC הוא חלק ממפת הדרכים של CERN לעתידם. בשנת 2014 CERN החלה ללמוד את תפיסת ה- FCC כהכנה לחיים לאחר ה- LHC. ה- LHC לא הולך לשום מקום בקרוב, למעשה הוא משודרג ברגע זה. אבל יש גבול למה שהוא יכול לעשות, וגבול עד כמה הוא יכול להיות חזק. בסופו של דבר זה ידרוש יורש.

"ה- FCC יספק התנגשויות אלקטרונים-פוזיטרון, פרוטון-פרוטון ויון באנרגיות ובעוצמות חסרות תקדים ..."
הודעה לעיתונות של CERN, 15 בינואר, 2019.

כרגע דוח זה עוסק באסטרטגיה ותהליך. על פי הודעה לעיתונות של CERN, אירופה צריכה "להיות בעמדה להציע פרויקט מאיץ שאפתני לאחר LHC ב- CERN עדכון עדכון האסטרטגיה הבא". עוד נאמר, "ה- FCC יספק התנגשויות אלקטרונים-פרוטרון, פרוטון-פרוטון ויון באנרגיות ובעוצמות חסרות תקדים, עם אפשרות להתנגשויות אלקטרונים-פרוטון ואלון-יון."

"דו"ח העיצוב הרעיוני של FCC הוא הישג יוצא דופן. זה מראה את הפוטנציאל העצום של ה- FCC לשפר את הידע שלנו בפיזיקה בסיסית ולקדם טכנולוגיות רבות עם השפעה רחבה על החברה ", אמר מנכ"ל CERN, פביולה ג'יאנוטי. "בעת הצגת אתגרים חדשים ומרתיעים, ה- FCC היה נהנה מאוד מהמומחיות של CERN, מתחם ההאצה והתשתיות, אשר פותחו במשך יותר מחצי מאה."

ההכרזה מתמקדת בגילויו של היגס-בוסון ב- LHC. זו הייתה תגלית ראויה לציון, ותיאוריה חזה אותה זמן רב. אבל יש המון שאנחנו עדיין לא יודעים על היגס-בוסון, והבנתו תדרוש קולט יותר חלקיקים חזק יותר מ- LHC. פיסיקאים חושבים שההיגס-בוסון יכול לפתוח דלת חדשה לגמרי לפיזיקה, אבל כדי לפתוח את הדלת הזו דורש מפצל חלקיקים חזק יותר.

מתאם הפרוטונים של FCC ישתמש במגנטים מוליכים-על מהדור החדש והייתן הרבה הזדמנויות חדשות ללמוד פיזיקה. הוא מיועד לביצוע באנרגיות של 100 ט"ג ומעלה, מה שאומר שהוא יאפשר לימוד של חלקיקי היגס המתקשרים זה עם זה בדיוק רב.

קולט החלקיקים החדש ישתמש גם בכוחו כדי לחקור חומר אפל, לנסות ולהבין את שכיחות החומר על פני חומר אנטי, ולנסות להסביר המוני נייטרינו.

הוא יכול אפילו למצוא חלקיקים מאסיביים חדשים, ויאפשר בחינה מעמיקה של תפקידה של הסימטריה האלקטרונית-שבירה בתולדות היקום שלנו. ה- FCC יתנגש גם ביונים כבדים, מקיים תוכנית פיזיקה עשירה של יונים כבדים כדי ללמוד את מצב החומר ביקום המוקדם.

אם נבנה, ה- FCC יהיה באותה נקודה כמו ה- LHC, אגן ז'נבה. קוטר החלקיקים החדש יהיה בקוטר של 80 עד 100 ק"מ (50 עד 62 מייל).

"המטרה הסופית של ה- FCC היא לספק טבעת מאיץ-פרוטון מוליכת-על של 100 ק"מ, עם אנרגיה של עד 100 ט"ו, כלומר סדר גודל חזק יותר מאשר ה- LHC", אמר פרדריק בורדרי, ה- CERN. "ציר הזמן של ה- FCC צופה להתחיל במכונה אלקטרונית-פוזיטרון, בדיוק כמו LEP קדמה ל- LHC. זה יאפשר לתוכנית עשירה להועיל לקהילה בפיזיקת החלקיקים לאורך כל המאה העשרים ואחת. "

"רוכבי פרוטון היו כלי הבחירה במשך דורות להעז בפיזיקה חדשה בסדר גודל הקטן ביותר. מפגן פרוטונים גדול היה מציג קפיצת מדרגה בחקירה זו ומרחיב באופן מכריע את תוכנית הפיזיקה מעבר לתוצאות שסופקו על ידי ה- LHC ועם קולט אפשרי של אלקטרונים-פוזיטרון. " אמר מנהל CERN למחקר ומחשוב, אקהרד אלסן.

קולט החלקיקים החדש יהיה פרויקט הנדסי אדיר. העלות החזויה היא בטווח של 9 מיליארד אירו למנהרה של 100 ק"מ. אם הכל יתנהל לפי התוכנית, היא הייתה מתחילה את תוכנית הפיזיקה שלה בשנת 2040, ממש בסוף ה- LHC High-Luminosity. בתחילה, קולט החלקיקים יפעל כמתקבל אלקטרונים-פוזיטרון, וישמש את קהילת הפיזיקה במשך 15 עד 20 שנה. לאחר מכן, זה יהפוך למכונת פרוטונים מוליכה-על, שתשתמש באותה מנהרה בסוף 2050. זה יעלה 15 מיליארד יורו נוספים.

לאחר בנייתו, יהפוך קולט החלקיקים החדש למרכז העולמי למחקר פיזיקת החלקיקים, באותה צורה של LHC. זה יהיה המניע לחדשנות בתחום ההנדסה, הטכנולוגיה, המדע והתעשייה. זה גם יכשיר את הדור הבא של פיזיקאים וחוקרים.