Науковці хочуть збудувати колайдер, учетверо більший за Великий адронний

Проект колайдера Копирайт изображения Cern
Image caption Майбутній циклічний колайдер матиме в чотири рази більшу довжину й у десять разів більшу потужність, ніж теперішній

Європейська організація з ядерних досліджень (ЦЕРН) опублікувала свої ідеї щодо наступника Великого адронного колайдера, який коштуватиме 25,7 мільярда доларів і фігурує під робочою назвою Future Circular Collider, або Майбутній циклічний колайдер (МЦК).

Про це пише кореспондент BBC News з питань науки Паллаб Гош.

Досліднцький центр фізики елементарних частинок у Женеві пропонує побудувати прискорювач, який майже в чотири рази довший і в десять разів потужніший за той, що існує нині.

Центр планує вже до 2050 року мати новий колайдер й вести пошук нових субатомних частинок.

Критики ідеї стверджують, що ці гроші можна витратити на нагальніші галузі досліджень, такі як боротьба зі зміною клімату.

Але генеральна директорка ЦЕРН, професор Фабіола Джанотті вважає проект будівництва нового колайдера "визначним досягненням".

"Проект показує величезний потенціал МЦК у поглибленні наших знань з основ фізики та розвитку багатьох технологій, які матимуть широкий вплив на суспільство", - сказала вона.

Копирайт изображения Cern
Image caption Майбутній циклічний колайдер (Future Circular Collider) буде у чотири рази довший і у десять разів потужніший за Великий адронний (LHC)

Свої плани ЦЕРН представив в концептуальному проектному звіті.

Тепер цей проект розгляне міжнародна група фізиків, які готують нову європейську стратегію щодо фізики частинок на період з 2020 року.

Професор Джон Баттерворт з Університетського коледжу Лондона є одним з тих, хто розробляє цю стратегію.

Він розповів BBC News, що хоча він не визначився остаточно, але вважає пропозицію ЦЕРН привабливою.

Що передбачає план

План передбачає будівництво майже 100-кілометрового кільця, яке буде майже в десять разів потужнішим за Великий адронний колайдер.

Копирайт изображения Cern
Image caption Інженери ЦЕРН вже будують і перевіряють прототип, здатний працювати на вищих енергіях, як і Майбутній циклічний колайдер

Для колайдера хочуть прорити новий тунель під ЦЕРН у Швейцарії, а потім встановити у ньому кільце.

У цьому кільці вчені планують зіштовхувати електрони з позитивно зарядженими позитронами.

Другий етап передбачатиме встановлення більшого кільця.

У ньому планують зіштовхувати ядра атомів свинцю (великі адрони) з електронами.

Етапи 1 і 2 закладуть підґрунтя для останнього етапу - зіткнення ядер (великих адронів).

Нові відкриття

Фізики сподіваються, що такі зіткнення на безпрецедентно високих енергіях розкриють нове царство частинок, які складають матерію Всесвіту.

Вони вважають, що наразі наука змогла відкрити тільки субатомні частинки, які грають лише посередницьку роль для сил природи.

Копирайт изображения Cern
Image caption У ЦЕРН уже розробляють нові більш потужні магніти для того аби викривляти промінь частинок, який генеруватиме Майбутній циклічний колайдер

Сучасна теорія субатомної фізики, яка має назву Стандартна модель, стала одним з великих тріумфів науки ХХ століття.

Вона чітко пояснює поведінку матерії та сил через взаємодію сімейства з 17-ти частинок.

Останню з них - бозон Гіггза - відкрили за допомогою Великого адронного колайдера у 2012 році.

Але спостереження астрономів показали, що Всесвіт більш складний, ніж його пояснює Стандартна модель.

Галактики обертаються швидше, ніж мали б, і розширення Всесвіту прискорюється, а не сповільнюється.

Крім того, Стандартна модель не може пояснити гравітацію.

Тому вчені вважають, що мають існувати ще не виявлені частинки.

Відкриття їх дало б фізикам можливість шукати Теорію всього, яка б пояснила усі сили природи.

Крім того, така теорія об'єднає два стовпи, на які спирається сучасна фізика: загальна теорія відносності та квантова механіка.

Коли фізики вперше запропонували побудувати Великий адронний колайдер, вони думали, що якщо Стандартна модель виявиться правильною, то він допоможе виявити бозон Гіггза.

Вони сподівалися, що також зможуть відкрити частинки поза Стандартною моделлю.

Поки що це не вдалося зробити.

Копирайт изображения Cern
Image caption Симуляція зіткнення високих енергій, яка буде відбуватись у Майбутньому циклічному колайдері

Складність проекту ще більшого колайдера полягає в тому, що ніхто не знає, які енергії будуть потрібні, аби зіштовхнути ядра і відкрити загадкові надчастинки, які є ключем до нового розуміння Всесвіту.

ЦЕРН сподівається, що провівши електронно-позитронні, а потім електронно-ядерні зіткнення, фізики зможуть відшукати пульсації, створені надчастинками, і таким чином визначать кількість енергії, необхідної для віднайдення надчастинки.

Виправданість витрат

Частково через увагу ЗМІ до будівництва Великого адронного колайдера у суспільства виникло сподівання, що він вже має відкрити ці загадкові надчастинки та розв'язати загадку Всесвіту.

Прохання ж про виділення нової значної суми у 25 мільярдів доларів може викликати враження, що вчені-фізики постійно потребуватимуть безкінечних матеріальних ресурсів на пошук відповідей на безкінечні питання.

Колишній науковий радник британського уряду сер Девід Кінг сказав BBC News: "У фізики завжди буде необхідність у дедалі більших колайдерах. Моє питання в тому, наскільки те знання, яке ми вже маємо, буде використане на користь людству?"

Професор Кінг вважає, що урядам слід розглянути можливість краще витрачати гроші на дослідження в інших, більш нагальних сферах, наприклад, зміні клімату.

Стежте за нами в Telegram! Ми щодня надсилаємо добірку найкращих статей.

Також на цю тему

Новини на цю ж тему