ЦЕРН планирует создать ещё более мощный ускоритель частиц – "фабрику Хиггса"

Если проект будет одобрен, в будущем Большому Адронному Коллайдеру придётся уступить лавры новичку.

Фото CERN.

Предполагаемый будущий циклический коллайдер (FCC) будет иметь окружность 100 километров, что превосходит параметры существующего БАКа.

Иллюстрация CERN.

Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН), ответственная за эксплуатацию самого мощного ускорителя частиц в мире, Большого адронного коллайдера (БАК), представила концептуальный проект нового ускорителя частиц. Согласно планам, последний будет в десять раз мощнее своего предшественника.

Преемника БАК пока называют "Будущим циклическим коллайдером" (Future Circular Collider, FCC). Он может быть запущен к 2040 году.

Как отмечают учёные, FCC позволит физикам найти ответы на некоторые из величайших загадок в физике.

Напомним, что БАК совсем недавно отпраздновал своё десятилетие. С его помощью физикам удалось совершить многочисленные научные открытия – в первую очередь подтвердить существование бозона Хиггса.

Кроме того, с его помощью за минувшие годы были обнаружены новые экзотические частицы, в частности, пентакварки ("Вести.Наука" писали об этом).

Несмотря на то, что БАК может помочь раскрыть ещё множество секретов (сегодня у него проходит масштабная модернизация), ЦЕРН уже смотрит в будущее.

Учитывая, что на строительство самого БАКа и его 27-километрового кольцевого туннеля потребовалось почти десять лет, задумываться о будущем ускорителе стоит уже сейчас.

В концептуальном проекте нового ускорителя частиц FCC представлены различные варианты развития будущего ускорителя, способного проводить столкновения электронов и позитронов, протонов с протонами и ионов с ионами с беспрецедентной энергией.

Конечной целью является создание нового 100-километрового туннеля ускорителя, способного "разбивать" частицы на энергиях до 100 тераэлектронвольт (ТэВ). Напомним, что в 2015 году БАК установил мировой рекорд, породив столкновения на рекордной энергии в 13 ТэВ.

Как уже отмечалось выше, FCC сможет начать работу к 2040 году, когда модернизированный БАК, работающий на высокой светимости (High-Luminosity LHC), должен будет закончить столкновения.

На строительство большого циклического электрон-позитронного коллайдера может потребоваться около девяти миллиардов евро, включая пять миллиардов евро, которые будут потрачены на создание стокилометрового туннеля. Как ожидается, новый коллайдер будет служить мировому физическому сообществу в течение 15-20 лет.

Кроме того, к концу 2050-х годов начнёт работу протонный ускоритель. Он будет использовать тот же самый туннель. Его стоимость составит около 15 миллиардов евро.

По словам директора ЦЕРН по ускорителям и технологиям Фредерика Бордри (Frédérick Bordry), поначалу на месте FCC будет функционировать электрон-позитронный коллайдер, точно так же, как у БАКа был предшественником Большой электрон-позитронный коллайдер.

Что касается критики нового проекта, то её вполне ожидаемо вызвала его стоимость. Многие учёные считают, что такие средства можно вложить в другие исследования, например, на борьбу с изменением климата.

Между тем многие учёные полагают, что FCC поспособствует развитию инновационных технологий. Всемирная паутина, Wi-Fi и сверхпроводящие магниты, которые сегодня используются в аппаратах МРТ, были первоначально разработаны для удовлетворения потребностей фундаментальной физики (и это только самые известные разработки). У нового проекта также огромный потенциал, способный вдохновить физиков следующего поколения на свершения.

В целом ЦЕРН описывает FCC как мощную "фабрику Хиггса", которая позволит точно изучить, как бозоны Хиггса взаимодействуют друг с другом, а также поможет в поиске новых массивных частиц и "значительно расширит существующие знания о материи и Вселенной".

Также есть надежда, что FCC предоставит сведения, объясняющие природу тёмной материи и доминирование материи над антиматерией.

Сторонники FCC надеются, что проект станет частью новой европейской стратегии в области физики элементарных частиц, которая будет опубликована в 2020 году. Если проект будет принят, то начнётся длительный процесс исследований и разработок, а также убеждения национальных правительств и широкой публики в том, что столь огромные средства всё же стоит инвестировать в захватывающее фундаментальное исследование под названием "Будущий циклический коллайдер".

Добавим, что ранее физики обнаружили в БАК частицу тяжелее бозона Хиггса. Кроме того, в ЦЕРН воссоздали первые секунды жизни Вселенной.