Een concept van de Toekomst Circulaire Botsers’ route.Afbeelding: CERN
Een wetenschappelijke samenwerking heeft een concept-ontwerp voor de Large Hadron Collider ‘ s opvolger, een groot nieuw experiment zou zitten in een lengte van honderd kilometer (62 mijl) van de tunnel.
Het concept bestaat uit twee Toekomstige Ronde Botsers, de eerste die van start zou gaan operatie misschien in 2040. De ambitieuze experimenten zou jagen voor nieuwe deeltjes met collision energieën 10 keer hoger dan die van de Large Hadron Collider (LHC). Het begrip ‘design’ is de eerste grote mijlpaal bereikt door de wetenschappelijke samenwerking.
“Het toont de gemeenschap van de principes en de haalbaarheid van de post-LHC Toekomst Cirkelvormige Deeltjesversneller,” Michael Benedikt, CERN accelerator natuurkundige en de studie van de leider, vertelde Gizmodo. “Het laat zien dat er sprake is van een betrouwbare, coherente fysieke scenario voor de uitvoering van een grootschaliger project dat zou naadloos doorgaan hoge-energie fysica” zodra de LHC physics operatie tot een einde komt, in het 2030s.
Deeltje botsers versnellen kleine stukjes van de materie om snelheden dicht bij de snelheid van het licht, dichtslaande ze samen en observeren wat er gebeurt. Aangezien energie en massa equivalent in de natuurkunde, nieuwe deeltjes kunnen materialiseren van de botsingen. Hoge energieën is het ook mogelijk natuurkundigen om metingen te nemen van de rijken onmogelijk om te meten in een typisch lab. Grotere botsers meestal laat fysici ontdekken de soorten deeltjes die gevuld zijn met het Heelal keer dichter en dichter bij de Big Bang.
De LHC ontdekte Higgs-boson, het laatste deeltje voorspeld door de deeltjesfysica’ spelregels, het Standaard Model. Maar er lijkt nog ontbrekende massa in het Heelal in de vorm van donkere materie, en er zijn andere onopgeloste fysieke mysteries die mogelijk meer energie dan de LHC kunnen leveren, vandaar de behoefte aan een groter atom smasher.
De FCC het nieuwe rapport biedt ontwerpen voor een 100 kilometer lange ronde tunnel met toegangspunten onder en rond Genève, Zwitserland, welke kosten zou misschien wel 5 miljard euro (5.72 miljard USD). Een machine die botst elektronen en hun antimaterie partners, positronen, zou bezetten de ruimte als eerste, dan is het misschien een jaar of twee later, zou vervangen worden door een proton – of atom-botsende machine verwant aan de LHC, legde Benedikt. De LHC de eigen 27-kilometer-ronde (16 km) van de tunnel was in eerste instantie de thuisbasis van Grote Elektron-Positron (LEP) collider.
Sommige deeltjes fysici zijn enthousiast over de mogelijkheid van het ontdekken van nieuwe fysische verschijnselen te verklaren uitstaande mysteries. “Ik ben opgewonden, want het stelt ons in staat om onderzoek naar het Higgs-boson tot, de factoren die van 20 tot 50 precisie,” Freya Blekman, professor van de deeltjesfysica aan de Vrije Universiteit Brussel in België en onderzoeker bij CERN, vertelde Gizmodo. “Het is de volgende generatie van de discovery machine, die [zou worden gevoelige] naar mogelijke nieuwe deeltjes als ze bestaan, zelfs als ze te massaal worden gemaakt door de huidige versnellers of alleen direct zijn te zien als kleine veranderingen in het Standaard Model.”
Maar er is nog steeds enige onzekerheid over wat de FCC daadwerkelijk zal het ons vertellen. In haar blog, Frankfurt Institute for Advanced Studies research fellow Sabine Hossenfelder schreef dat “Na de ontdekking van het Higgs-boson, is er ook geen goede reden voor is, waarom moet er iets anders is te vinden, noch bij de LHC, noch op hogere energieën, niet tot 15 ordes van grootte hoger dan wat we tot nu.” In één van onze Droom Experiment berichten, Duke University deeltjesfysica postdoc James Beacham verklaard dat het zou kunnen vereisen het bouwen van een deeltjesversneller rond Mars of zelfs om de hele zonnestelsel om daadwerkelijk antwoord natuurkundigen’ diepste vraag.
Je zou er ook rekening mee dat China heeft plannen voor een eigen 100-kilometer deeltje collider (die haar eigen niet-gerelateerde problemen). Benedikt zei dat deze werken zijn een bevestiging dat de deeltjesfysica gemeenschap is geïnteresseerd in een dergelijk experiment.
Ik vroeg Benedikt als had de groep beschouwd als een van de nieuw onderzoek in meer compacte versnellers dat kon de productie van hoge-energie deeltjes over een kleinere voetafdruk. Hij legde uit dat deze belangrijk zijn op de lange termijn onderzoek-en ontwikkelingsprogramma ‘ s, maar dat de FCC-concept stelt voor een inrichting door het einde van de 2030s—in wezen is er geen tijd is om de integratie van deze twee technologieën. Het bouwen van de grotere collider baseert zich vooral op de ontwikkeling van krachtige supergeleidende magneten.
Er is een toekomst te deeltjesversnellers, en tal van andere experimenten aan de gang of gepland om de sonde de mysteries van het Universum. Maar of de FCC daadwerkelijk oplossen van deze geheimen is nog niet duidelijk.
Deel Dit Verhaal