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
Байден потребовал от Трампа рассекретить разговор с Зеленским

Байден потребовал от Трампа рассекретить разговор с Зеленским

После проведенного телефонного разговора между Трампом и Зеленским, американский политик Джо Байден потребовал предоставить расшифровку всего разговора между главами двух стран.
Google создала мощнейший в мире квантовый суперкомпьютер

Google создала мощнейший в мире квантовый суперкомпьютер

Google сделали прорыв в развитии квантовой вычислительной техники
Зеленский готовит приятный сюрприз для пенсионеров

Зеленский готовит приятный сюрприз для пенсионеров

В Раде рассмотрят новый законопроект о снижении пенсионного возраста для украинок
Страшное ДТП под Одессой унесло жизни 9 человек: фото «ада»

Страшное ДТП под Одессой унесло жизни 9 человек: фото «ада»

Авария произошла в результате столкновения маршрутки с грузовиком
Пятилетнему украинцу прислали повестку из военкомата

Пятилетнему украинцу прислали повестку из военкомата

В Киевской области в армию призвали пятилетнего ребенка. Мать малыша рассказала подробности.
Генштаб готовит план по разведению сил на Донбассе, — Загороднюк

Генштаб готовит план по разведению сил на Донбассе, — Загороднюк

У Генштаба есть план, который поможет в урегулировании ситуации на Донбассе
Украинцев заставят платить за воду еще больше

Украинцев заставят платить за воду еще больше

Рост тарифов на воду начнется с 1 февраля 2020 года
Найдено древнее царство из Библии

Найдено древнее царство из Библии

Царство Едомитян существовало в пустыне Арава в 12−11 веках до нашей эры
Под Киевом случилось фатальное ДТП на скорости 260 км/час: фото

Под Киевом случилось фатальное ДТП на скорости 260 км/час: фото

Водитель на бешенной скорости врезался в автобус
Действия США в Украине бессмысленные и раздражают Путина, — Трамп

Действия США в Украине бессмысленные и раздражают Путина, — Трамп

Глава Белого Дома считает, что США должны сотрудничать с Россией, а не Украиной
Кабмин принялся за новый указ Зеленского

Кабмин принялся за новый указ Зеленского

Президент Украины Владимир Зеленский подписал указ о внедрении мер по ускорению роста экономики и развитию регионов
Опубликован список главных прогульщиков Верховной Рады

Опубликован список главных прогульщиков Верховной Рады

17 депутатов пропустили 90% голосований
Ученые опровергли главную теорию Стивена Хокинга

Ученые опровергли главную теорию Стивена Хокинга

Ученые из США сделали важное открытие о строении черных дыр, тем самым опровергнув известную теорию Стивена Хокинга.
В Одессе авто наехало на протестующих: есть пострадавшие

В Одессе авто наехало на протестующих: есть пострадавшие

В Одессе водитель въехал в толпу протестующих. Пострадавших увезли в травмами ног
Ученые рассказали, когда начинается старость и как продлить молодость

Ученые рассказали, когда начинается старость и как продлить молодость

Ученые обосновали новую теорию о процессе старения и дали несколько рекомендаций, которые помогут сохранить молодость и силу
Украины не будет на сессии ПАСЕ, — Яременко

Украины не будет на сессии ПАСЕ, — Яременко

Глава комитета по вопросам внешней политики Богдан Яременко аргументировал позицию Украины по поводу ПАСЕ
Смех и грех в Офисе Президента

Смех и грех в Офисе Президента

Команда Владимира Зеленского, похоже, не осознает в какую ловушку по Донбассу загоняет Украину.
Единственный в Украине ракетный крейсер продадут

Единственный в Украине ракетный крейсер продадут

В "Укроборонпроме" назвали причину, почему намерены продать единственный украинский крейсер
Пристайко рассказал о нюансе, который не понравится «ДНР»

Пристайко рассказал о нюансе, который не понравится «ДНР»

Глава МИД Вадим Пристайко прокомментировал положения формулы Штанмайера, согласно которым для боевиков на Донбассе не будет амнистии
Футболист Шахтера рассказал о запретах и штрафах клуба

Футболист Шахтера рассказал о запретах и штрафах клуба

Шахтер прописал в контрактах с игроками запрет на зимний вид спорта
Трамп поможет Саудовской Аравии вооруженной силой

Трамп поможет Саудовской Аравии вооруженной силой

В связи с нападением на национальную нефтяную компанию в Саудовской Аравии, США направить военных для оборонных целей
Заробитчане нашли вариант получше Польши

Заробитчане нашли вариант получше Польши

Украинцы все реже стали ездить в Польшу, поскольку отыскали место с более высоким заработком
Рост зарплат украинцев показали на графике

Рост зарплат украинцев показали на графике

Стали известны данные о росте заработной платы в Украине за 2019 год
В октябре украинцы получат 9 выходных: даты

В октябре украинцы получат 9 выходных: даты

Украинцы получили дополнительных выходной в октябре. Всего праздничных дней будет 9
Боевики накрыли огнем позиции ВСУ: есть пострадавшие

Боевики накрыли огнем позиции ВСУ: есть пострадавшие

За последние сутки вооруженные российские войска обстреляли украинские позиции 19 раз. Также известно, что при обстреле использовали запрещенное Минскими соглашениями оружие
Зеленский призвал Раду легализировать добычу янтаря и игорный бизнес

Зеленский призвал Раду легализировать добычу янтаря и игорный бизнес

Президент призвал правительство принять новые законы, которые принесут деньги в государственный бюджет
Украина может вернуться к импорту газа из РФ, — Оржель

Украина может вернуться к импорту газа из РФ, — Оржель

Министр энергетики и защиты окружающей среды Алексей Оржель рассказал, при каких условиях Украина может возобновить импорт газа из РФ по рыночным ценам
У Трампа назвали темы переговоров с Зеленским в Нью-Йорке

У Трампа назвали темы переговоров с Зеленским в Нью-Йорке

В Белом Доме озвучили темы переговоров президента США Дональда Трампа и президента Украины Владимира Зеленского
Рада запретила банкам использовать финансовые схемы

Рада запретила банкам использовать финансовые схемы

Верховная Рада Украины поддержала законопроект No 1085-1 о защите прав потребителей финансовых услуг
Украинцев избавят от обязательной регистрации мобильных

Украинцев избавят от обязательной регистрации мобильных

Все будет максимально позаимствовано из директив Евросоюза
Читай также