CERN: O νέος επιταχυντής του αναμένεται να ξεκλειδώσει τα μυστικά του σύμπαντος

Η διαδρομή του νέου επιταχυντή σωματιδίων Future Circular Collider (FCC) του CERN θα περνά κάτω από τη λίμνη της Γενεύης, όπως περιγράφεται σε ενδιάμεση έκθεση που παρουσίασε τη Δευτέρα η διοίκηση του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών.

Η παρουσίαση στη Γενεύη της Ελβετίας, η οποία μεταδόθηκε με livestreaming, επικεντρώθηκε στη σκοπιμότητα του διεθνούς έργου, το οποίο πρόκειται να τεθεί σε λειτουργία στα μέσα της δεκαετίας του 2040.

Σύμφωνα με την έκθεση, ο νέος επιταχυντής σωματιδίων FCC έχει περιφέρεια 91 χιλιομέτρων για να επιτύχει ενέργεια σύγκρουσης 100 τεραηλεκτρονιοβόλτ (TeV). Ο σημερινός επιταχυντής σωματιδίων, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC), επιτυγχάνει 14 TeV. Είναι κατανοητό από την διαφορά ενέργειας πως πρόκειται για μια τεράστια αναβάθμιση του επιστημονικού έργου.

Νέες τεχνολογίες υλικών επέτρεψαν η κατασκευή του FCC να έχει μικρότερο μέγεθος

Παλαιότερες κατασκευαστικές ιδέες για τον νέο επιταχυντή σωματιδίων βασίζονταν σε μια περιφέρεια 100 χιλιομέτρων, αλλά καλύτεροι μαγνήτες επιτρέπουν μια κάπως μικρότερη σχεδίαση. Ο σημερινός επιταχυντής σωματιδίων LHC έγινε διάσημος το 2012 επειδή χρησιμοποιήθηκε για την ανακάλυψη του λεγόμενου σωματιδίου μποζονίου Higgs. Η κατασκευή του έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει το 2033. Η σήραγγα για τον επιταχυντή σωματιδίων με διάμετρο 5,5 μέτρα θα φτάσει 30 μέτρα κάτω από την κοίτη του ποταμού Ροδανού και τουλάχιστον 100 μέτρα κάτω από τον πυθμένα της λίμνης της Γενεύης.

Αρχικά, στον νέο επιταχυντή σωματιδίων πρόκειται να συγκρουστούν ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια, πριν ακολουθήσουν πειράματα με βαρύτερα πρωτόνια από τη δεκαετία του 2070 περίπου. «Δεν είναι μόνο ένα θαυμάσιο όργανο για την κατανόηση της φυσικής, αλλά και ένας μοχλός καινοτομίας», δήλωσε η γενική διευθύντρια του CERN, Φαμπιόλα Τζιανότι, κατά την παρουσίαση. «Η πρόκληση είναι να μελετήσουμε τις ιδιότητες της ύλης στη μικρότερη κλίμακα και στην υψηλότερη ενέργεια». Ωστόσο, πριν ξεκινήσει η κατασκευή, οι 23 χώρες μέλη του CERN, συμπεριλαμβανομένης της Γερμανίας και της Γαλλίας, πρέπει να εγκρίνουν την ιδέα. Το κόστος δεν έχει ακόμη υπολογιστεί επακριβώς, αλλά εκτιμάται από 14 έως 20 δισεκατομμύρια ευρώ.

Τα τελευταία 50 χρόνια, οι επιταχυντές σωματιδίων είναι από τα κύρια επιστημονικά όργανα που χρησιμοποιούνται για την κατανόηση των πιο θεμελιωδών σωματιδίων και νόμων του Σύμπαντος.

Τι είναι οι επιταχυντές σωματιδίων

Τα τελευταία 50 χρόνια, οι επιταχυντές σωματιδίων είναι από τα κύρια επιστημονικά όργανα που χρησιμοποιούνται για την κατανόηση των πιο θεμελιωδών σωματιδίων και νόμων του Σύμπαντος. Με περιφέρεια 27 χιλιομέτρων, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) είναι σήμερα ο ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο. Η φάση υψηλής φωτεινότητας (HL-LHC), θα αυξήσει τις δυνατότητες ανακάλυψης του μηχανήματος με ένα ερευνητικό πρόγραμμα μέχρι το 2040. Αλλά το CERN σκέφτεται ήδη πέρα από τον LHC.

Το μέλλον της φυσικής υψηλών ενεργειών τον 21ο αιώνα εξαρτάται από τον σχεδιασμό και την κατασκευή επιταχυντών ικανών να διευρύνουν τα όρια της ενέργειας και της έντασης κατά μια τάξη μεγέθους πέρα από τις σημερινές τιμές. Η μελέτη Future Circular Collider (FCC) διερευνά διάφορες επιλογές επιταχυντών, οι οποίες, συνδυασμένες σε μια ενιαία ερευνητική υποδομή που θα κατασκευαστεί σε μια υπόγεια σήραγγα μήκους 100 χιλιομέτρων, μπορούν να προσφέρουν ένα σταθερό και ποικίλο πρόγραμμα φυσικής που θα εκτείνεται πέραν του τέλους του αιώνα.