ЦЕРН опубликовал доклад о будущем циклическом коллайдере длиной 100 километров

Новый ускоритель частиц Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) длиною в 100 километров призван заменить знаменитый Большой адронный коллайдер (БАК), длина которого - 27 километров. Стоимость проекта - примерно девять миллиардов евро.

Сейчас проект называется Future Circular Collider, или FCC, однако, как только он начнет работу, что ожидается только через несколько десятилетий, у него может появиться другое имя. В любом случае, ученые возлагают на этот ускоритель следующего поколения большие надежды. Нынешний «король коллайдеров» - БАК - находится на швейцарско-французской границе, под Женевой. Его петля сверхпроводящих магнитов разгоняет противоположные потоки протонов до скорости, близкой к скорости света, для изучения продуктов их соударений. Самым известным из обнаруженных частиц был бозон Хиггса, существование которого впервые предсказали в 1960-х, а окончательно подтвердили экспериментально только в 2012 году. Его открытие завершило набор предсказанных ранее объектов, составляющих фундаментальные основы теории, которую мы называем Стандартной моделью.

Но даже с этими данными вопросы у ученых не заканчиваются, а современные технологии просто не в состоянии представить необходимые доказательства для ответов. Почему гравитация так слаба по сравнению с другими силами? Откуда берется крошечная масса нейтрино? Почему бозон Хиггса такой легкий? Где все антивещества Вселенной? Какова истинная природа темной материи? FCC потребуется именно для ответов на эти вопросы.

В отличие от БАК, энергия которого достигает 13 ТэВ, у FCC этот показатель составит 100 ТэВ (10 в 12-й степени электронвольт). Новый ускоритель продолжит заниматься исследованием бозона Хиггса. По словам инженеров, энергия частиц в FCC будет медленно повышаться с 91 до 360 ГэВ, что предоставит принципиально новые данные W- и Z-бозонов, бозона Хиггса и t-кварков - самых массивных частиц в Стандартной модели. Это также позволит получить доступ к беспрецедентным энергетическим масштабам в поисках новых частиц. Помимо этого, исследователи хотят столкнуть бозон Хиггса с тяжелыми ионами для изучения состояния материи ранней Вселенной.

Параллельно ученые займутся строительством дополнительного протонного коллайдера - FCC-hh. Этот ускоритель будет использовать БАК в качестве вспомогательного ускорителя для предварительного разгона частиц, а его максимальная энергия составит около 100 ТэВ. Стоимость проекта оценивается в 15 миллиардов долларов, в то время как на БАК в свое время было потрачено 13 миллиардов.

Срок службы коллайдера оценивается в 25 лет, что, учитывая время на инвестирование проекта и непосредственно постройку, растянется почти до конца XXI века.