Avrupa Nükleer Araştırmalar Örgütü CERN, Büyük Hadron Çarpıştırıcısını (LHC) cüce edecek bir parçacık çarpıştırıcısı kurmak istiyor. LHC önemli keşifler yaptı ve gücüne planlanan yükseltmeler gelecekteki fizik problemleri üzerinde çalışmaya devam etmesini sağlıyor. Ama sonuçta, fiziğin sırlarını ortaya çıkarmak yeterli olmayacak. Sonunda, daha büyük ve daha güçlü bir şeye ihtiyacımız olacak.
Gelecekteki Dairesel Çarpıştırıcıya (FCC.) Girin FCC, güçteki LHC'yi bir büyüklük sırasına göre aşacaktır. 15 Ocak'ta FCC işbirliği, CERN’in Gelecekteki Dairesel Çarpıştırıcısı için seçenekleri belirleyen Kavramsal Tasarım Raporu'nu (CDR) yayınladı.
FCC, CERN’in gelecekleri için yol haritasının bir parçasıdır. 2014 yılında CERN, LHC'den sonraki hayata hazırlık için FCC konseptini incelemeye başladı. LHC yakında herhangi bir yere gitmiyor, aslında şu anda yükseltiliyor. Ancak yapabileceklerinin bir sınırı ve ne kadar güçlü olabileceğinin bir sınırı var. Sonunda bir halef gerektirecektir.
“FCC, benzeri görülmemiş enerjilerde ve yoğunluklarda elektron-pozitron, proton-proton ve iyon-iyon çarpışmalarını sağlayacaktı…”
CERN Basın Bülteni, 15 Ocak 2019.
Şu anda, bu rapor tamamen strateji ve süreçle ilgilidir. Bir CERN basın açıklamasına göre, Avrupa “bir sonraki Strateji güncellemesi sırasında CERN'de iddialı bir LHC sonrası hızlandırıcı projesi önerebilecek konumda olmalıdır”. Ayrıca, “FCC, elektron-proton ve elektron-iyon çarpışma olasılığı ile benzeri görülmemiş enerjilerde ve yoğunluklarda elektron-pozitron, proton-proton ve iyon-iyon çarpışmalarını sağlayacaktır.”
“FCC kavramsal tasarım raporu dikkat çekici bir başarı. FCC'nin temel fizik bilgimizi geliştirmesi ve toplum üzerinde geniş etkiye sahip birçok teknolojiyi ilerletmesi için muazzam potansiyelini gösteriyor ”dedi CERN Genel Direktörü Fabiola Gianotti. “FCC, yeni ve göz korkutucu zorluklar sunarken, yarım asırdan fazla süredir geliştirilen CERN'in uzmanlığı, hızlandırıcı kompleksi ve altyapılarından büyük fayda sağlayacaktır.”
Duyuru, LHC'de Higgs-Boson'un keşfine odaklanıyor. Bu dikkate değer bir keşifti ve teori tarafından uzun süredir tahmin edilen bir keşifti. Ancak Higgs-Boson hakkında hala bilmediğimiz çok şey var ve bunun LHC'den daha güçlü bir parçacık çarpıştırıcısı gerektireceğini anlamak. Fizikçiler, Higgs-Boson'un fiziğe yepyeni bir kapı açabileceğini düşünüyor, ancak bu kapıyı açmak için daha güçlü bir parçacık çarpıştırıcısı gerekiyor.
FCC proton çarpıştırıcısı, yeni nesil süper iletken mıknatıslar kullanacak ve fizik eğitimi için birçok yeni fırsat sağlayacaktır. 100 TeV ve daha yüksek enerjilerde çalışmak üzere tasarlanmıştır, bu da birbirleriyle aşırı hassasiyetle etkileşen Higgs parçacıklarının incelenmesine izin vereceği anlamına gelir.
Yeni parçacık çarpıştırıcısı aynı zamanda karanlık maddeyi araştırmak, maddenin anti-madde üzerindeki yaygınlığını anlamak ve anlamak ve nötrino kütlelerini açıklamak için gücünü kullanacaktır.
Yeni büyük parçacıklar bile bulabilir ve evrenimizin tarihinde elektrokot simetri kırılmasının rolünün kapsamlı bir şekilde araştırılmasına izin verecektir. FCC aynı zamanda ağır iyonlarla çarpışacak ve erken evrendeki maddenin durumunu incelemek için zengin bir ağır iyon fizik programını sürdürecektir.
İnşa edilirse, FCC, LHC, Cenevre Havzası ile aynı noktada olacaktır. Yeni parçacık çarpıştırıcısının çapı 80 ila 100 km (50 ila 62 mil) arasında olacaktır.
CREN Hızlandırıcıları ve Teknolojisi Direktörü Frédérick Bordry, “FCC'nin nihai hedefi 100 TeV'e kadar enerjiye sahip 100 kilometrelik süper iletken bir proton hızlandırıcı halka sağlamaktır” diyor. “FCC zaman çizelgesi, LEP'nin LHC'den önce olduğu gibi, bir elektron-pozitron makinesiyle başlamayı öngörüyor. Bu, zengin bir programın yirmi birinci yüzyıl boyunca parçacık fiziği topluluğuna fayda sağlamasını sağlayacaktır. ”
“Proton çarpıştırıcıları, nesiller için yeni fiziği en küçük ölçekte kullanmak için tercih edilen bir araç olmuştur. Büyük bir proton çarpıştırıcısı bu keşifte ileriye doğru bir sıçrayış sergileyecek ve fizik programını LHC ve olası bir elektron-pozitron çarpıştırıcısı tarafından sağlanan sonuçların ötesine kararlı bir şekilde genişletecektir. ” CERN Araştırma ve Bilgi İşlem Müdürü Eckhard Elsen.
Yeni parçacık çarpıştırıcısı muazzam bir mühendislik projesi olurdu. 100 km'lik bir tünel için tahmini maliyet 9 milyar Euro'dur. Her şey plana göre giderse, 2040 yılında, Yüksek Parlaklık LHC'nin sonunda fizik programına başlayacaktı. İlk olarak, parçacık çarpıştırıcısı bir elektron-pozitron çarpıştırıcısı olarak çalışacak ve fizik topluluğuna 15-20 yıl hizmet edecektir. Daha sonra, 2050'lerin sonunda aynı tünel kullanılarak süper iletken bir proton makinesine dönüştürülecekti. Bu 15 milyar Euro'ya mal olacak.
Yeni parçacık çarpıştırıcısı inşa edildiğinde, LHC'nin yaptığı gibi parçacık fiziği araştırmalarının dünya merkezi haline gelecektir. Mühendislik, teknoloji, bilim ve endüstride yeniliğin itici gücü olacaktır. Ayrıca yeni nesil fizikçi ve araştırmacıları da eğitecek.
Kaynaklar:
- Basın Bülteni: Uluslararası işbirliği, CERN'de LHC sonrası gelecek bir dairesel çarpıştırıcı için konsept tasarımı yayınladı
- CERN: Yüksek Parlaklık LHC
- CERN: Gelecekte Dairesel Çarpıştırıcı Çalışması
