Европейские физики выпустили концептуальный проект преемника крупнейшего в мире 27-километрового Большого Адронного Коллайдера (БАК), который пересекает границу между Швейцарией и Францией. В докладе ученые призвали к строительству ещё одного большого ускорителя, который будет составлять 100 километров в окружности. Данный ускоритель предназначен для подробного изучения бозона Хиггса - странной новой частицы, которую БАК обнаружил в 2012 году. Новая машина, известная на данный момент как кольцевой коллайдер (FCC), обойдется в 9 миллиардов евро. Согласно заявлению, опубликованному CERN, европейской лабораторией физики элементарных частиц Женевы (Швейцария), он начнет функционировать примерно в 2040 году, после того как БАК выведут из эксплуатации.
БАК разгоняет и разбивает протоны, чтобы создать наиболее мощные по энергоёмкости столкновения. Предлагаемый коллайдер FCC будет разбивать электроны на позитроны при энергиях в 35 раз ниже, чем БАК (но выше, чем любой предыдущий электрон-позитронный коллайдер). Электрон-позитронные столкновения все еще будут достаточно энергоёмкими, чтобы создать бозоны Хиггса, но при этом анализировать результаты будет намного легче, чем результаты при столкновениях в БАК. Это потому, что протоны - беспорядочные объекты, состоящие из кварков и глюонов, а электроны и позитроны являются неделимыми фундаментальными частицами.
FCC послужит ступенькой к другому будущему протонному коллайдеру, который может достичь энергии в семь раз выше, чем БАК - это может привести к появлению новых частиц, о существовании которых можно только догадываться. Данный коллайдер будет стоить дополнительно 15 миллиардов евро и будет помещён в туннель FCC примерно к 2050-му году или позже.
Однако у европейских физиков есть конкуренция. Физики в Китае планируют построить 100-километровое электронно-позитронное кольцо, возможно, к 2030 году. Также физики Японии надеются построить 20-километровый линейный коллайдер прямого выстрела. Он также будет сталкивать электроны и позитроны, чтобы создать бозоны Хиггса. У исследователей в ЦЕРНе также есть планы по линейному коллайдеру, который работает с новой техникой ускорения.
Аргументы в пользу создания любого нового коллайдера слабее, чем надеялись физики, когда БАК начал принимать данные в 2010 году. Они надеялись, что после запуска БАК будут обнаружены новые элементарные частицы, но к сожалению их надежды не оправдались. В будущем исследователи ЦЕРНа планируют собрать в 10 раз больше данных, чем сейчас. Однако без каких-либо дополнительных открытий физики могут столкнуться с трудной задачей убедить правительство потратить миллиарды долларов только на изучение бозона Хиггса.
