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.
