Европейските физици разкриват планове за сблъсък на частици, който ще бъде по-дълъг от Панамския канал

Впечатление на артист от сблъсък на частици в бъдещия сблъсък на CERN

CERN

Европейските физици разкриват планове за сблъсък на частици, който ще бъде по-дълъг от Панамския канал

От Адриан ЧоДжан. 15, 2019 г., 16:55 ч

Европейските физици на частици днес пуснаха идеен проект за наследник на най-големия атомен уред за оръжие, 27-километровия голям адронен колайдер (LHC), който прегражда границата между Швейцария и Франция. Докладът призовава за още по-голям ускорител, който ще бъде с обиколка на 100 километра, да се проучи подробно Хигс бозона, странната нова частица, която LHC откри пред големи фанфари през 2012 г. Новата машина, известна за момента като бъдещето Циркулярният коллайдер (FCC) би струвал 9 милиарда. Той ще започне работа около 2040 г., след като LHC е планирано да бъде спрян, според изявление на CERN, Европейската лаборатория за физика на частици в близост до Женева, Швейцария.

LHC разбива протоните в протони, за да генерира най-енергийните сблъсъци в момента. За разлика от това, предложеният FCC ще разбие електроните в техните антиматериални колеги, позитрони с енергия 35 пъти по-ниска от LHC (но по-висока от всички предишни електрон-позитронни сблъсък). Електронно-позитронните сблъсъци все още биха били достатъчно енергични, за да създадат бозони на Хигс, но те също биха били далеч по-чисти и по-лесни за анализиране от сблъсъците на LHC . That s, защото протоните са разхвърлени предмети, направени от други частици, наречени кварки и глуони. За разлика от тях, електроните и позитроните са, доколкото физиците знаят, неделими основни частици.

Електронно-позитронният сблъсък ще търси намеци на физиката отвъд учени, преобладаващ стандартен модел, като търси несъответствия между разпадането на Хигс и стандартните прогнози на модела. FCC също ще послужи като стъпка към друг бъдещ протонен сблъсък, който може да достигне енергия, седем пъти по-висока от LHC, която може да взриви нови частици, чието съществуване електрон-позитронът може само да изведе. Машината ще струва допълнително 15 милиарда и ще се вмести в тунела FCC, в средата на 2050-те или по-късно. FCC би помогнал тази крайна машина да стане по-достъпна, като покрие $ 5 милиарда разходи за тунела.

CERN е успял с подобни видения на тунели и преди. Той изгради големият електронен-позитрон (LEP) сблъсък, който работеше от 1989 г. до 2001 г. и подробно изучи откритите по-рано стандартни моделни частици, наречени W и Z бозони. Тогава CERN изтръгна LEP и построи LHC в същия тунел.

Европейските физици обаче имат конкуренция. Физиците в Китай имат свои собствени планове да изградят електронно-позитронния пръстен с дължина 100 километра, може би до 2030 г., и да го последват с протонен сблъсък. Междувременно физиците в Япония се надяват да построят 20-километров линеен сблъсък с право изстрел. То също би сблъскало електрони и позитрони, за да генерира бозони на Хигс. Изследователите от CERN също имат планове за линеен сблъсък, който работи по по-нова техника на ускорение.

Случаят за изграждането на всеки нов колиери е по-слаб, отколкото физиците на частици се надяваха, че ще стане, когато LHC започна да взема данни през 2010 г. Те се надяваха, че в допълнение - или може би вместо Хигс, LHC ще взриви други нови частици и прекъсват застоя си в продължение на десетилетия със стандартния модел. LHC все още не е произвел такива частици - въпреки че изследователите на CERN планират да съберат повече от 10 пъти данните, които имат в момента. Без някои допълнителни открития обаче, физиците могат да се сблъскат с трудна продажба в убеждаване на правителствата да изразходват милиарди долари за изучаване на Хигс.