ЦЕРН построит 100-километровый коллайдер

ЦЕРН построит 100-километровый коллайдер

ЦЕРН опубликовал четырехтомный доклад о строении и планируемых исследованиях Будущего циклического коллайдера (Future Circular Collider, FCC).

Стоимость ускорителя ученые оценивают в девять миллиардов евро, из которых пять миллиардов пойдет на строительство 100-километрового тоннеля. Первое время в коллайдере будут сталкивать пучки электронов и позитронов с энергией порядка 100 тераэлектронвольт, однако в дальнейшем коллайдер переоборудуют для протон-протонных пучков, как в Большом адронном коллайдере. Строить коллайдер начнут не раньше 2040 года. Текст доклада ученые отправили в European Physical Journal, а препринт выложили на официальном сайте ЦЕРН. Кратко о докладе сообщает пресс-релиз организации.

Большой адронный коллайдер (БАК), построенный Европейской организацией по ядерным исследованиям (ЦЕРН), начал работать 10 сентября 2008 года. С тех пор прошло десять лет, и за это время коллайдер успел сделать несколько важных открытий. В частности, коллайдер подтвердил существование бозона Хиггса, измерил массу и другие параметры частицы. Благодаря этому открытию Стандартная модель элементарных частиц оказалась завершена. Кроме того, коллайдер впервые получил тетракварки, пентакварки и дважды очарованные барионы, пронаблюдал рассеяние фотона на фотоне и образование кварк-глюонной плазмы. Подробнее про открытия Большого адронного коллайдера можно прочитать в материале «С днем рождения, БАК!», блоге Игоря Иванова, в разделах «Второй сезон коллайдера» и «Результаты LHC» (на «Элементах»).

К сожалению, БАК не только помог ученым завершить Стандартную модель, но и расстроил искателей «новой физики», на описание которой теоретики потратили десятилетия работы. Дело в том, что исторически физика частиц развивалась в сторону увеличения энергий. Сначала была построена квантовая электродинамика, которая хорошо работает до энергий порядка нескольких мегаэлектронвольт. Потом к ней добавили квантовую хромодинамику (теорию сильных взаимодействий), характерным масштабом которой являются сотни мегаэлектронвольт. Наконец, электродинамику объединили со слабыми взаимодействиями, которые переносятся векторными бозонами с массой порядка ста гигаэлектронвольт. Каждый раз частицы, предсказанные теорией, оказывались все более и более массивными, что позволяло эффективно обрезать ультрафиолетовые расходимости низкоэнергетических теорий. Поэтому физики ждали, что на масштабах нескольких тераэлектронвольт (миллион масс протона) опять появятся новые частицы, и разработали множество моделей, которые такие частицы предсказывали — например, целый ряд суперсимметричных теорий. В настоящее время энергия протон-протонных столкновений на БАК достигает 13 тераэлектронвольт, однако новые частицы в этих столкновениях не возникают. Таким образом, физика частиц «подвисает» в неопределенном состоянии.

Исправить эти проблемы может новый ускоритель, который будет разгонять частицы до еще бо́льших энергий. В 2014 году ЦЕРН запустил проект такого ускорителя, который назвали Будущим циклическим коллайдером (Future Circular Collider, FCC). Теперь организация опубликовала доклад, в котором рассматривает перспективы этого проекта и описывает его детали. Разработкой этого доклада, продлившейся около пяти лет, занималось более 1300 ученых из 150 университетов. Как сообщают ученые, FCC построят рядом с БАК, длина его тоннеля превысит 100 километров. По оценкам ученых, постройка коллайдера обойдется примерно в девять миллиардов евро (около 700 миллиардов рублей по текущему курсу Центробанка), из которых пять миллиардов пойдут на строительство туннеля.

Текст доклада состоит из четырех томов. В первом томе ученые рассказывают об открытых вопросах современной физики частиц и в общих чертах рассматривают возможные открытия, которые планируется сделать на FCC. В частности, физики надеются найти с помощью FCC частицы темной материи и массивные нейтрино, выяснить, как устроен потенциал Хиггса и за счет каких процессов возникает масса бозона Хиггса, исследовать кварк-глюонную плазму и фазовые переходов в теории электрослабых взаимодействий. Кроме того, с помощью нового коллайдера исследователи планируют уточнить параметры известных частиц — топ-кварка, векторных бозонов и бозона Хиггса.

Во втором томе физики подробно описывается строение и характеристики электрон-позитронного коллайдера — будущие детекторы, катушки индуктивности, системы безопасности. Предполагается, что энергия столкновений в системе центра масс будет составлять от 90 до 365 гигаэлектронвольт, а светимость коллайдера превысит 1036 обратных квадратных сантиметров на секунду.

В третьем томе рассматривается возможность модификации коллайдера для столкновений протон-протонных пучков. В этом случае энергия столкновений будет достигать 100 тераэлектронвольт, а светимость — 1035 обратных квадратных сантиметров на секунду.

Наконец, в четвертом томе физики обсуждают строительство Большого адронного коллайдера высоких энергий (HE-LHC) — предшественника FCC, который будет использовать существующую инфраструктуру БАК. Энергия столкновений на таком коллайдере будет достигать всего 27 тераэлектронвольт, однако построить его будет гораздо дешевле и быстрее. Для модификации коллайдера будут использовать те же технологии, что и на FCC. Составители проекта планируют, что его начнут воплощать уже в 2040 году, когда закончит работать Большой адронный коллайдер высокой светимости (HL-LHC).

Источник: N+1

Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, на канал «Хвилі» в Youtube, страницу «Хвилі» в Facebook

Последние новости
Леся Никитюк рассказала, какие мужчины ей нравятся, а какие отталкивают

Леся Никитюк рассказала, какие мужчины ей нравятся, а какие отталкивают

Оказалось, что украинская телеведущая предпочитает рассудительных мужчин
Гончарук похвастался новой программой МВФ: дешевые ресурсы, высокие зарплаты

Гончарук похвастался новой программой МВФ: дешевые ресурсы, высокие зарплаты

Премьер-министр Украины Алексей Гончарук отметил, что условия для Украины становятся выгоднее с каждым месяцем
Эти авто побили рекорды продаж в Украине

Эти авто побили рекорды продаж в Украине

Названы самые популярные марки авто на украинском рынке
Данилов заявил, что на «нормандском саммите» не забудут про Крым

Данилов заявил, что на «нормандском саммите» не забудут про Крым

Данилов заявил, что вопрос Крыма остается на повестке дня
Выяснились детали закрытой встречи Путина и Лукашенко

Выяснились детали закрытой встречи Путина и Лукашенко

Переговоры в рамках интеграции Беларуси и России прошли 7 декабря в Сочи
Кравчук жёстко осадил Порошенко, Тимошенко и Вакарчука

Кравчук жёстко осадил Порошенко, Тимошенко и Вакарчука

Бывший президент Украины Леонид Кравчук прокомментировал объединение трех народных депутатов
Медики рассказали о неожиданной пользе граната для женщин

Медики рассказали о неожиданной пользе граната для женщин

Помогает укрепить кости, мягко пережить менопаузу и прочистить сосуды
Кулеба оценил возможности Зеленского в Париже

Кулеба оценил возможности Зеленского в Париже

Государственный деятель считает, что именно сейчас нужно поддержать Владимира Зеленского
Пожар в Одессе: правоохранители установили двух подозреваемых

Пожар в Одессе: правоохранители установили двух подозреваемых

В досудебном расследовании было опрошено более 150 человек
У Зеленского отмечают, что минские соглашение нужно уточнить

У Зеленского отмечают, что минские соглашение нужно уточнить

Помощник Владимира Зеленского Андрей Ермак прокомментировал ожидания от "нормандского саммита"
Гончарук анонсировал «промышленный безвиз» с ЕС

Гончарук анонсировал «промышленный безвиз» с ЕС

Гончарук рассказал, когда состоится обновление Соглашения об ассоциации Украины и ЕС
Зеленский огласил всеукраинский траур 8 декабря

Зеленский огласил всеукраинский траур 8 декабря

День траура объявлен с целью чествования жертв страшного пожара в Одессе
Замкомандира полка Путина нашли повешенным

Замкомандира полка Путина нашли повешенным

Военного нашли в его квартире мертвым
Бюджетный камерофон Samsung Galaxy A51 показали на фото

Бюджетный камерофон Samsung Galaxy A51 показали на фото

Презентация Galaxy A51 пройдет во Вьетнаме
Кравчук жестко прошелся по «майданным» призывам Парубия

Кравчук жестко прошелся по «майданным» призывам Парубия

Кравчук считает, что существуют такие вопросы, которые невозможно решить на Майдане
«Давите на Путина»: украинцы запустили флешмоб к «нормандскому саммиту»

«Давите на Путина»: украинцы запустили флешмоб к «нормандскому саммиту»

Активисты запустили онлайн-флешмоб, который должен помочь привлечь внимание Меркель и Макрона к конфликту в Украине
Ученые обнаружили рядом с белым карликом «испаряющуюся» планету

Ученые обнаружили рядом с белым карликом «испаряющуюся» планету

Ученые впервые обнаружили планету рядом с белым карликом
Украинцев ждут изменения ПДД: что нужно знать

Украинцев ждут изменения ПДД: что нужно знать

Новый законопрект направлен на защиту прав людей с инвалидностью
Трюдо призвали помочь Украине в борьбе с Путиным

Трюдо призвали помочь Украине в борьбе с Путиным

Общественная организация "Канадская группа содействия демократии в Украине" отправила письмо Джастину Трюдо
Диетолог рассказала, как разогнать метаболизм и сжигать максимум калорий

Диетолог рассказала, как разогнать метаболизм и сжигать максимум калорий

Кроме правильного питания и занятий спортом, стоит пить много воды и мыслить более позитивно
В Европарламенте рассказали о планах на Украину

В Европарламенте рассказали о планах на Украину

Макаллистер заявил, что Украина остается главным приоритетом Европарламента
Синоптик обещает «пенсионерскую» погоду в воскресенье

Синоптик обещает «пенсионерскую» погоду в воскресенье

Сухо, без снега и морозов
В Киеве машина рухнула с моста: подробности и фото с места событий

В Киеве машина рухнула с моста: подробности и фото с…

Автомобиль съехал с моста, перевернулся и приземлился на тротуар
Корниенко прокомментировал «роспуск» Верховной Рады

Корниенко прокомментировал «роспуск» Верховной Рады

По словам главы партии "Слуга народа", роспуск парламента - это эмоциональная реакция президента Владимира Зеленского
Украинцы поддержали массовые протесты в Беларуси против интеграции с Россией: фото

Украинцы поддержали массовые протесты в Беларуси против интеграции с Россией:…

Украинцы сожгли портреты Лукашенко и Путина, а также флаг России
Зарплаты мужчин и женщин в Украине сравнили в цифрах

Зарплаты мужчин и женщин в Украине сравнили в цифрах

В Госстате подсчитали, что зарплата женщин в Украине на 25% ниже, чем зарплата мужчин
Цены на самый популярный овощ рекордно упадут

Цены на самый популярный овощ рекордно упадут

От этого пострадает отечественный производитель
Витренко ответил Медведеву по поводу задолженности Газпрома

Витренко ответил Медведеву по поводу задолженности Газпрома

Витренко рассказал, когда Нафтогаз сможет забрать исковые требования против Газпрома
Названа самая популярная страна для отдыха среди украинцев

Названа самая популярная страна для отдыха среди украинцев

За 2019 год показатель украинских туристов в Турции составит более 1,5 млн человек
Ученые обнаружили загадочный эмбрион возрастом 609 млн лет

Ученые обнаружили загадочный эмбрион возрастом 609 млн лет

Были найдены и другие окаменелости организма на разных стадиях его развития
Читай также
Последние новости

Леся Никитюк рассказала, какие мужчины ей нравятся, а…

Гончарук похвастался новой программой МВФ: дешевые ресурсы, высокие…

Эти авто побили рекорды продаж в Украине

Данилов заявил, что на «нормандском саммите» не забудут…

Выяснились детали закрытой встречи Путина и Лукашенко

Кравчук жёстко осадил Порошенко, Тимошенко и Вакарчука

Медики рассказали о неожиданной пользе граната для женщин

Кулеба оценил возможности Зеленского в Париже

Пожар в Одессе: правоохранители установили двух подозреваемых

У Зеленского отмечают, что минские соглашение нужно уточнить

Гончарук анонсировал «промышленный безвиз» с ЕС

Зеленский огласил всеукраинский траур 8 декабря

Замкомандира полка Путина нашли повешенным

Бюджетный камерофон Samsung Galaxy A51 показали на фото

Кравчук жестко прошелся по «майданным» призывам Парубия