11.05.2023 07:23 | Źródło: cordis.europa.eu

Plany budowy zderzacza hadronów nowej generacji

Konferencja Future Circular Collider Conference (FCC) to wydarzenie skupiające naukowców zaangażowanych w projekt budowy większego i potężniejszego akceleratora cząstek.

Większość opinii publicznej wciąż stara się zrozumieć zasadę działania oraz koncepcję Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC) – dotychczas największego i najpotężniejszego na świecie akceleratora cząstek, znajdującego się w ośrodku badawczo-naukowym Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN). Tymczasem środowiska naukowe już teraz myślą o jego następcy. Odbywająca się w 2023 roku konferencja zorganizowana dzięki wsparciu ze strony finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu FCCIS po raz kolejny zgromadzi ekspertów z całego świata, którzy podzielą się wynikami najnowszych badań poświęconych zderzaczowi cząstek przyszłości – FCC.

Dziewiąta odsłona konferencji FCC odbędzie się w Millennium Conference Centre w Londynie w dniach od 5 do 9 czerwca 2023 roku. Jak czytamy w informacji prasowej opublikowanej przez CERN, który jest koordynatorem projektu FCCIS, wydarzenie to będzie stanowiło „okazję do zaprezentowania wyników badań, nawiązania współpracy i opracowania wizji zderzacza cząstek, który zastąpi Wielki Zderzacz Hadronów. Konferencja będzie stanowiła także ważną okazję do przeglądu rezultatów z myślą o zbliżającym się przeglądzie projektu FCC, który będzie miał miejsce późną jesienią tego roku, wzmocnienia kontaktów między instytucjami współpracującymi w ramach projektu budowy nowego zderzacza oraz dopracowania materiałów związanych z przeglądem, które zostaną przedłożone Radzie CERN jeszcze w tym roku”.

Zderzacz przyszłości

Przyszłość fizyki wysokich energii wymaga budowy zderzaczy, które będą w stanie osiągnąć poziomy energii oraz moce znacząco wykraczające poza możliwości obecnych rozwiązań. Według planów i założeń zderzacz FCC zostanie zbudowany w podziemnym tunelu w kształcie pierścienia, położonym pod francuskimi departamentami Haute-Savoie i Ain oraz szwajcarskim kantonem Genewa. Swoim obwodem wynoszącym 91 kilometrów przyćmi 27-kilometrowy Wielki Zderzacz Hadronów. Dzięki swoim rozmiarom będzie w stanie osiągnąć energie zderzeń rzędu 100 teraelektronowoltów (TeV), ponownie znacząco przewyższając możliwości LHC, który umożliwia osiągnięcie jedynie 14 TeV.

foto: Dyrektor generalny CERN Fabiola Gianotti umieszcza kapsułę czasu w punkcie 1 LHC. 2018-06-08 / © 2018 CERN / Brice, Maximilien: CERN

Na stronie CERN znajduje się więcej szczegółowych informacji dotyczących infrastruktury: „W tunelu wydrążonym na potrzeby zderzacza FCC znajdą się kolejno dwa zderzacze. Pierwszym z nich, który ma zostać uruchomiony w połowie lat 40. XXI wieku jest zderzacz elektronowo-pozytonowy (FCC-ee), który zapewni niespotykaną dotąd precyzję pomiarów i potencjalnie pozwoli na badanie zjawisk fizycznych, które wykraczają poza model standardowy. Następnie jego miejsce zajmie zderzacz protonowy (FCC-hh) pozwalający na osiągnięcie energii ośmiokrotnie przekraczających limity Wielkiego Zderzacza Hadronów, co pozwoli na dokonywanie nowych przełomowych odkryć”.

foto: © 2021 CERN / Hertzog, Samuel Joseph: CERN

Urzeczywistnienie wizji budowy zderzacza FCC wymaga jednak od naukowców uwzględnienia szeregu ograniczeń: „Tunel nie może przebiegać przez obszary charakteryzujące się dużą złożonością geologiczną, jednocześnie musi charakteryzować się maksymalną efektywnością. Konieczne jest także umożliwienie połączenia go z infrastrukturą LHC, a lokalizacja obiektów badawczych na powierzchni musi być zgodna z przepisami środowiskowymi oraz wolą społeczną. Z tego powodu zespół bierze pod uwagę różne warianty budowy, starając się przede wszystkim unikać problemów, jednocześnie ograniczając i kompensując negatywny wpływ, zapewnić zrównoważony charakter projektu i zadbać o to, by nie stanowił obciążenia dla przyszłych pokoleń”.

foto: Instalacja HighLuminosity LHC CRAB Cavitiy do badań z wiązką w tunelu SPS (BA6) 2018-01-22 / © 2018 CERN / Brice, Maximilien: CERN

Tegoroczne wydarzenie FCC Week będzie obejmowało szereg zagadnień związanych ze studium wykonalności zderzacza hadronów następnej generacji, w tym fizykę, doświadczenia, projektowanie urządzeń, technologię, infrastrukturę oraz inżynierię lądową. Organizatorzy zachęcają do udziału w wydarzeniach przede wszystkim przedstawicieli przemysłu, ze względu na to, że wyzwania technologiczne związane z budową nowej infrastruktury badawczej otwierają przed nimi możliwości wspólnego opracowywania innowacyjnych rozwiązań. Rejestracja na wydarzenia FCC Week 2023 jest już otwarta.

Prace przeprowadzone w ramach studium wykonalności FCC będą stanowić przyczynek do kolejnej aktualizacji Europejskiej Strategii Fizyki Cząstek Elementarnych w latach 2026/2027, a także zapewnią korzyści społeczne wykraczające poza sferę fizyki cząstek elementarnych. Projekt FCCIS (Future Circular Collider Innovation Study) dobiegnie końca w listopadzie 2024 roku.

foto tytułowe: © 2020 CERN / Ballarino, Amalia: CERN