Европейская организация по ядерным исследованиям объявила о намерениях возвести коллайдер нового поколения, превосходящий действующий по размерам в три раза и по мощности в семь раз. Однако среди учёных данный проект встретил недоверие.
В 2008 году на границе Франции и Швейцарии Европейская организация по ядерным исследованиям запустила наибольшую экспериментальную установку в мире. Большой адронный коллайдерЭто ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, созданный для разгона протонов и тяжелых ионов, а также изучения результатов их столкновений. Ученые сталкивают протоны и другие субстанции, меньшие чем атом, со скоростью, близкой к скорости света, чтобы воспроизвести условия, существовавшие спустя доли секунды после Большого взрыва.
Разгон и столкновение частиц совершаются в 27-километровом кольцевом тоннеле, находящемся под землей на глубине 100 метров.
В два тысячи двенадцатом году на Большом адронном коллайдере учёные совершили важное открытие — обнаружили. бозон ХиггсаНеделимая частьчка, отвечающая за появление массы у некоторых простых частиц. Ее наличие теоретик из Великобритании предположил шестьдесят лет тому назад. Питер Хиггс (Peter Higgs).
Хиггс вместе с другими учёными высказал предположение о существовании особенного поля в природе, взаимодействие с которым позволяет частицам приобретать массу. Позже это поле назвали именем Хиггса, а процесс получения массы — хиггсовским механизмом.
Чтобы понять принцип работы этого процесса, нужно измерить свойства хиггсовского бозона. Без обнаружения бозона изучение этого поля невозможно. Открытие неделимой частицы и понимание её свойств стало важнейшей задачей для многих исследователей.
С момента обнаружения бозона физики, работающие с Большим адронным коллайдером, не добились значительных научных результатов за 14 лет исследований. Тайны Вселенной, для раскрытия которых строилась установка — природа темной материи и темной энергии, антигравитация, дополнительные измерения — остаются неразгаданными.
В 2019 году ЦЕРН задумала строительствоНовое устройство для ускорения частиц по имени «Будущий кольцевой коллайдер» Future Circular Collider).
Новая установка стоимостью 20 миллиардов евро воздвигнут под землей, на глубине почти 200 метров, между Предальпами и массивом Юра на границе северо-запада Швейцарии и востока Франции. Новый коллайдер будет представлять собой 91-километровый кольцевой туннель, внутри которого специалисты смогут сталкивать протоны с суммарной энергией 100 тераэлектронвольт. На Большом адронном коллайдере сталкивают протоны с максимальной суммарной энергией 14 тераэлектронвольт.
Новым ускорителем физики смогут совершить прорывные открытия в области темной материи и темной энергии, описанных теоретиками, но пока не обнаруженных экспериментально, а также в области новых энергий физических явлений, находящихся за рамками Стандартной модели.
Будущий кольцевой коллайдер позволит детально изучать свойства таких фундаментальных частиц, как переносчики слабого взаимодействия (Z-, W-бозоны), Хиггс-бозонов и поля Хиггса, а также топ-кварков. Эти объекты недоступны для исследования на Большом адронном коллайдере. Измерение сечения рождения топ-кварка (как парного, так и одиночного) и интенсивности связи топ-кварка с другими частицами позволит проверять предсказания Стандартной модели и искать отклонения от них.
В ходе заседания совета CERN, состоявшегося 2 февраля, было поставлено вопрос… вынеслиПроект строительства новой установки и финансовый план утверждаются в организации. После одобрения плана организация обратится за финансированием к странам-участницам на следующие пять лет. В ЦЕРНе рассчитывают, что ускоритель частиц появится в Европе в начале 2040-х годов после завершения программы Большого адронного коллайдера.
При одобрении плана новый коллайдер станет самым мощным «микроскопом», созданным человеком. С его помощью можно будет исследовать законы природы на микроуровне при высоких энергиях. Установка поможет решить ряд задач фундаментальной физики и улучшить понимание Вселенной, — сказала Фабиола Джанотти, генеральный директор ЦЕРН.
Многие ученые относятся к проекту Европейской организации по ядерным исследованиям с недоверием. Например, немецкий теоретик Сабина Хоссенфельдер из Франкфуртского института перспективных исследований считает, что разговоры о раскрытии тайны темной материи и темной энергии новой установкой – пустой болтовней.
Правда в том, что такая машина, скорее всего, просто будет лучше измерять некоторые константы Стандартной модели. Если финансирование проекта одобят, множество умных людей потратят свое время на исследования, которые не приведут к прогрессу. Физике элементарных частиц пора на покой, настало время признать, что будущее за квантовой физикой, — считает Хоссенфельдер, раскритиковав планы ЦЕРН по строительству коллайдера.
Для понимания скептицизма Хоссенфельдер обратим внимание на её раннее заявление в научном блоге: физик утверждала, что темная материя не может быть составлена из частиц. По ее мнению, коллайдер сможет обнаружить её только если она сложена из частиц. Любые частицы должны взаимодействовать друг с другом во время соударений, замедляясь. Однако столкновения галактик и скоплений в нашей Вселенной происходят так, словно нет торможения от взаимодействия частиц темной материи. Naked Science уже писалВероятней всего, темная материя не образована частицами.
Бывший главный научный советник правительства Великобритании сэр Дэвид Кинг считает безумным вкладывать большие средства в теоретические исследования при существовании климатического кризиса. По его мнению, финансирование должно быть направлено на исследования климата и меры по противостоянию глобальному потеплению.
Специалисты ЦЕРНа исследуют возможность строительства будущего кольцевого коллайдера с использованием современных технологий. Комиссия представит результаты исследования в 2025 году, а совет — окончательное решение о возведении сменщика БАК в 2028-м.