ЦЕРН, в сотрудничестве с международными партнерами, завершил обширное технико-экономическое обоснование (ТЭО), оценивающее потенциал развития будущего кольцевого коллайдера (FCC). Это исследование, в котором участвовали более тысячи физиков и инженеров со всего мира, охватывает ключевые аспекты проекта, включая технические, финансовые и экологические вопросы. Если проект будет одобрен, FCC станет преемником Большого адронного коллайдера (LHC) и произведет революцию в нашем понимании фундаментальной физики к 2040-м годам.
Научное видение будущего кольцевого коллайдера
FCC — это проект нового поколения, который предусматривает строительство 91-километрового ускорителя частиц, что значительно превосходит существующий 27-километровый LHC. Этот коллайдер будет предназначен для дальнейшего изучения основ физики элементарных частиц, в частности, в контексте открытия бозона Хиггса в 2012 году.
Бозон Хиггса стал ключевым элементом в объяснении того, как элементарные частицы приобретают массу, и тем самым влияет на структуру всей Вселенной. Однако остаются еще множество нерешенных вопросов, и новый инструмент – FCC будет способствовать раскрытию этих тайн, углубляя наше понимание фундаментальных явлений.
Проект Future Circular Collider включает два этапа:
- Этап 1: Электрон-позитронный коллайдер, который станет фабрикой для изучения хиггсовых, электрослабых и топ-кварковых взаимодействий. Он будет работать на разных энергетических уровнях, что позволит исследовать основные аспекты физики элементарных частиц.
- Этап 2: Протон-протонный коллайдер, целью которого будет достижение беспрецедентной энергии столкновений в 100 тераэлектронвольт (ТэВ), что почти в десять раз больше, чем максимальные возможности нынешнего LHC.
Эти этапы согласуются с Европейской стратегией по физике элементарных частиц, обновленной в 2020 году, в которой исследование физики высоких энергий определено как приоритет на ближайшие десятилетия.
Инженерные и инфраструктурные задачи
ТЭО для FCC охватывает важнейшие инженерные аспекты, такие как геология, гражданское строительство и техническая инфраструктура. Кольцо коллайдера длиной 90,7 км будет находиться на глубине 200 метров, что потребует сложнейших земляных работ и разработки поверхности.
Для работы коллайдера потребуется использование передовых сверхпроводящих магнитов и детекторов нового поколения, которые будут управлять повышенными уровнями энергии. Ориентировочная стоимость первой стадии, включая создание электрон-позитронного коллайдера, составит 15 миллиардов швейцарских франков, а его строительство, согласно плану, займет около 12 лет, начиная с начала 2030-х годов.
Что дальше?
Завершение технико-экономического обоснования стало важной вехой на пути к строительству FCC, однако на данный момент не принято официального решения о продолжении проекта. Отчет будет подвергнут независимой экспертизе и представлен Совету ЦЕРН в ноябре 2025 года. Окончательное решение о запуске строительства FCC ожидается в 2028 году, после проведения дополнительных оценок и международных консультаций.
Более широкие перспективы FCC
Помимо значительных достижений в физике, FCC обещает стать катализатором технологического прогресса, который принесет плоды в разных областях. Например, инновации в сверхпроводящих материалах могут повлиять на медицинскую визуализацию и исследования в области термоядерной энергии. Технологии ускорителей и детекторов могут привести к прорывам в лечении рака и других заболеваний, а также способствовать развитию новых индустриальных технологий.
Прогресс в области высокоэффективной передачи электроэнергии может стать важным шагом в улучшении глобальной энергетической инфраструктуры.
Будущее физики высоких энергий
Проект FCC — это смелый шаг в стремлении понять фундаментальные силы, которые формируют нашу Вселенную. Если проект получит одобрение, он станет важным этапом в развитии физики элементарных частиц, открывая новые горизонты знаний и исследований. В то время как научное сообщество и политики будут продолжать обсуждать его осуществимость, весь мир с нетерпением ждет, что принесет эта новая глава в исследованиях физики высоких энергий.
Больше интересного – на медиапортале https://www.cta.ru/