Ein Konzept der Zukunft Kreisförmigen Beschleunigern’ – route.Grafik: CERN
Eine wissenschaftliche Zusammenarbeit stellt ein Konzept-design für den Large Hadron Collider Nachfolger, ein riesiges neues experiment würde im inneren sitzen ein hundert-kilometer (62 Meilen) lange tunnel.
Das design-Konzept besteht aus zwei Zukünftige Kreisförmigen Beschleunigern, die ersten, die beginnen würde, den Betrieb vielleicht im Jahr 2040. Das ehrgeizige Experimente würde die Suche nach neuen Teilchen, mit Kollisions-Energien, die 10 mal höher als jene geschaffen, die durch den Large Hadron Collider (LHC). Die Konzeption ist der erste große Meilenstein erreicht, indem die wissenschaftliche Zusammenarbeit.
“Es zeigt der Gemeinde die Grundsätze und die Machbarkeit der post-LHC-Future Circular Collider,” Michael Benedikt, CERN-Beschleuniger-Physiker und Studienleiterin, sagte Gizmodo. “Es zeigt, dass es eine glaubwürdige, kohärente physikalische Szenario für die Umsetzung eines größeren Projekts, das könnte nahtlos weiter hoch-Energie-Physik”, sobald der LHC-Physik-Betrieb zu einem Ende kommt in der 2030s.
Teilchen-Beschleunigern beschleunigen winzige Teilchen der Materie auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit, schlägt Sie zusammen und beobachtet, was passiert. Da Energie und Masse äquivalent sind, in der Physik, neue Teilchen materialisieren könnte aus den Kollisionen. Hohen Energien erlauben es auch der Physiker Messungen des realms unmöglich, die Sonde in einem typischen Labor. Größeren Beschleunigern in der Regel lassen die Physiker erforschen die Arten von Teilchen, gefüllt, das Universum zu mal näher und näher an den Urknall.
Der LHC das Higgs-boson entdeckt, das Letzte Teilchen vorhergesagt, die von Teilchen-Physik’ Regelwerk, das Standard-Modell. Aber es scheint immer noch zu sein, fehlende Masse im Universum in form von dunkler Materie, und es gibt andere ungelösten physikalischen Rätsel, die erfordern möglicherweise mehr Energie haben als der LHC erzeugen kann—daher die Notwendigkeit für ein größeres atom smasher.
Die FCC neue Bericht bietet Entwürfe für eine 100-kilometer-Runde tunnel mit access points unterhalb und rund um Genf, Schweiz, die Kosten vielleicht 5 Milliarden Euro (auf 5,72 Milliarden USD). Eine Maschine, kollidiert Elektronen und deren Antimaterie-Partner, Positronen, würde besetzen den Raum zuerst, dann vielleicht ein oder zwei Jahrzehnte später wäre es durch eine Protonen – oder atom-Kollision-Maschine wie den LHC, erklärt Benedikt. Der LHC ist der eigene 27-kilometer-Runde (16-Meile) – tunnel war zunächst die Heimat von Großen Electron-Positron (LEP) collider.
Einige Teilchenphysiker sind begeistert über die Möglichkeit der Entdeckung neuer physikalischer Phänomene zu erklären, herausragende Geheimnisse. “Ich bin gespannt, denn es erlaubt uns die Untersuchung der Higgs-boson um Faktoren von 20 bis 50 Präzision,” Freya Blekman, professor für Teilchenphysik an der Vrije Universiteit Brussel in Belgien und Forscher am CERN, sagte Gizmodo. “Es ist die nächste generation der discovery-Maschine, die [wäre empfindlich], um mögliche, neue Teilchen, wenn Sie existieren, auch wenn Sie zu massig gemacht werden, die durch aktuelle Beschleuniger oder nur direkt zeigen, wie kleine änderungen in der Standard-Modell.”
Aber es gibt noch einige Unsicherheit darüber, was die FCC tatsächlich sagen Sie uns. In Ihrem blog, Frankfurt Institute for Advanced Studies research fellow Sabine Hossenfelder schrieb, dass “Nach der Entdeckung des Higgs-boson, gibt es auch keinen guten Grund, warum sollte es etwas anderes sein zu finden, weder am LHC noch bei höheren Energien, nicht bis 15 Größenordnungen höher als das, was wir erreichen können.” In einer unserer Traum-Experiment-Beiträge, Duke University particle physics postdoc James Beacham erklärte, dass es könnte bauen einen Teilchenbeschleuniger um den Mars oder gar um das gesamte Sonnensystem tatsächlich Antwort Physiker, die tiefste Frage.
Sie könnten auch beachten Sie, dass China veröffentlicht hat Pläne für seine eigene 100-kilometer-particle collider (die hat Ihre eigenen verwandten Themen). Benedikt sagte, dass diese Werke sind eine Bestätigung, dass die Teilchenphysik-community ist daran interessiert, ein solches experiment.
Ich fragte Benedikt, ob die Gruppe als einige der neuen Forschung in kompakter Beschleuniger könnten produzieren energiereiche Partikel, die sich über eine kleinere Grundfläche. Er erklärte, dass diese wichtig sind langfristige Forschungs-und Entwicklungs-Programme, aber, dass die FCC-Konzept schlägt vor, eine Einrichtung, die durch das Ende des 2030s—im wesentlichen, es ist nicht die Zeit, um die Integration dieser beiden Technologien. Gebäude der größere Speicherring verlassen sich im wesentlichen auf die Entwicklung von leistungsfähigeren supraleitenden Magneten.
Gibt es eine Zukunft Teilchen-Beschleuniger, und viele andere Experimente sind im Gange oder geplant, um zu erforschen, die Geheimnisse des Universums. Aber ob die FCC tatsächlich das lösen eines dieser Rätsel ist noch nicht klar.
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