CERN chce postavit obrovský nový atom

Jedním z mých oblíbených vědeckých a technických faktů je, že podzemní řeka byla zamrzlá, aby bylo možné postavit Velký hadronový urychlovač (LHC)! Po dokončení pomohl dokončit příslovečnou skládačku Standardního modelu s posledním kusem, Higgsovým bosonem. Ale to je asi tak daleko, jak to dopadlo, bez dalších vzrušujících skoků vpřed ve sjednocení gravitace a kvantové fyziky. Nyní se plánuje postavit nový urychlovač, který bude třikrát delší než LHC a bude schopen rozbíjet částice spolu s podstatně větší energií.

V posledních několika desetiletích se srážeče částic staly klíčovým nástrojem pro odhalení záhad vesmíru na základní úrovni. Velký hadronový urychlovač (LHC) změnil hru a s úžasným obvodem 27 km se stal nejvýkonnějším urychlovačem na světě. Nyní existují plány na zvýšení počtu kolizí, abychom se pokusili zlepšit svůj příspěvek k pochopení vesmíru, ale i s touto fází „vysoké svítivosti“ chce CERN (Evropská rada pro jaderný výzkum) jít ještě dále a postavit nový urychlovač!

Pokud mají urychlovače jako LHC hrát roli ve fyzice vysokých energií v nadcházejících letech, musí se energetické prahy posunout za současné možnosti. Studie Future Circular Collider (FCC) zkoumala různé návrhy urychlovačů a počítá s výzkumnou infrastrukturou umístěnou ve 100 km podzemním tunelu. Tento ambiciózní projekt slibuje fyzikální program, který přenese výzkum vysokých energií do příštího století.

Existuje však řada výzev, kterým čelí návrh a inženýrství nového tunelu; musí se vyhýbat geologicky zajímavým oblastem, optimalizovat budoucí účinnost urychlovače, umožňovat konektivitu s LHC a dodržovat sociální a environmentální dopady povrchových budov a infrastruktury. Zdá se, že výběr „kam to umístit“ je docela problém, takže se zvažuje řada možností uspořádání, které se řídí záměrem CERNu vyhnout se dopadu na oblast.

V tunelu FCC (který vypadá, že bude umístěn pod prstencovým podzemním tunelem umístěným pod Haute-Savoie a Ain ve Francii a Ženevě ve Švýcarsku) budou dva urychlovače, které budou spolupracovat postupně. První fáze je naplánována na inauguraci kolem poloviny 40. let 20. století a zahrnuje elektron-pozitronový urychlovač (FCC-ee). Doufáme, že poskytne bezkonkurenční přesnost měření a odhalí fyziku nad rámec standardního modelu. V patách bude následovat proton-protonový urychlovač (FCC-hh), který osminásobně překoná energetickou kapacitu LHC!

Je to vzrušující vyhlídka, že FCC posune srážku částic na energie 100 TeV v naději, že odhalí nové sféry fyziky. K dosažení tohoto cíle však bude zapotřebí nových technologických pokroků a za tímto účelem více než 150 univerzit z celého světa zkoumá možnosti.

Zdroj: Studie proveditelnosti nového Super Collider