Framtida Circular Collider

Future Circular Collider (FCC [1] ) ("Future Circular Collider" [2] ) är ett internationellt projekt för att skapa en framtida kolliderare baserad på CERN :s vetenskapliga centrum efter slutet av Large Hadron Collider- programmet . Lanseringen av FCC förväntas tidigast 2040.

Kostnaden för utvecklingsplanen uppskattas till 21 miljarder USD [3] .

Historik

Efter upptäckten av Higgs-bosonen med en massa på 125 GeV vid LHC uppstod intresse för att bygga en installation för en detaljerad studie av dess egenskaper, den så kallade. Higgs fabriker. Eftersom massan av partikeln visade sig vara relativt liten, är ringelektron-positronkollideren det föredragna alternativet, eftersom det redan finns erfarenhet av att driva LEP med energier upp till 106 GeV i strålen och i andra "fabriker" ( KEKB , PEP-II , DAFNE ) med lägre energimetoder för att erhålla ultrahög ljusstyrka har utarbetats. En alternativ version av Higgs-fabriken kan vara en linjär kolliderare, för vilken det finns utvecklade projekt ( ILC , CLIC ), men det finns ingen erfarenhet av praktisk implementering, och när det gäller ljusstyrka i regionen upp till 200 GeV är ringkolliderare överlägsna linjära.

Nackdelen med högenergiring elektroniska maskiner är de enorma strålningsförlusterna. Förluster kan endast minskas genom att öka krökningsradien för dipolmagneterna , det vill säga genom att öka lagringsomkretsen . Preliminära uppskattningar visade att placeringen av 125 GeV-ringen i den befintliga tunneln (LEP3-projektet) ger oacceptabla effektförluster. Som ett resultat blev det ett projekt för en ring i den nya tunneln, 50-80 km (TLEP-projekt). För att mätta det fysiska programmet för den framtida kollideraren föreslås det att öka dess energi till 175 GeV, vilket kommer att möjliggöra produktion av par av toppkvarkar och omkretsen till 100 km. I analogi med den framgångsrika långsiktiga driften av LEP-LHC, efter elektron-positron-kollideren i samma tunnel, är det planerat att bygga en hadron-kollider för energier upp till 100 TeV med hjälp av LHC som injektor.

I februari 2014 lanserade CERN FCC-projektet [4] för att studera möjligheten att bygga framtida lepton-, hadron- och elektronjonkrockare FCC-ee, FCC-hh, FCC-eh. Målet är att publicera en konceptuell designrapport (CDR) för accelerator- och detektorkomplexet i mitten av 2018. Flera dussintals vetenskapliga organisationer från hela världen deltar i projektet, inklusive 4 ryska centra: JINR , MEPhI , SINP MGU , BINP SB RAS .

I december 2015 blev det känt att projektet vid Institute of Nuclear Physics uppkallat efter A.I. G. I. Budker . [5]

I juni 2020 godkände CERN:s råd [6] den europeiska strategin för partikelfysik 2020 . Strategin [7] utropar konstruktionen av Higgsfabrikens elektron-positronkollider som en hög prioritet, och nästa prioritet är proton-protonkollideren med högsta möjliga energi. Dokumentet rekommenderar att Europa i internationellt samarbete utvecklar ett projekt för en 100 TeV proton-proton-kollider, med konstruktionen av en elektron-positron-kollider som första steg.

Beskrivning

Kollideren med en omkrets på 100 km kommer att placeras i en tunnel mellan Prealps och Jura , som täcker Salev-massivet.

FCC-ee energiintervallet är från 45 GeV till 175 GeV, vilket gör det möjligt att i detalj studera egenskaperna hos Z- , W- , Higgs - bosoner och t-quarks . Ljusstyrkan, beroende på energin, kommer att vara från 8×10 36 cm −2 s −1 till 7 × 10 34 cm −2 s −1 [8] .

FCC-hh-energin kan nå 100 TeV om tillverkningen av magneter med ett fält på 20 T bemästras på ett tillförlitligt sätt, vilket kräver en utbredd användning av HTSC- kablar. Ljusstyrkan förväntas vara 5×10 34 cm −2 s −1 . Huvudmålet med denna uppsättning är att söka efter fysiska fenomen inom området för nya energier bortom Standardmodellen .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Finns det liv efter LHC? Européer inkräktar på grunden för den fysiska världen. Arvinge till LHC . Hämtad 10 september 2018. Arkiverad från originalet 10 september 2018.
  2. ↑ Nytt CERN-perspektiv: kolliderar igen, men väldigt stort . Hämtad 17 oktober 2017. Arkiverad från originalet 17 oktober 2017.
  3. ↑ Mycket stor. Vad blir den nya kollideraren . Hämtad 16 januari 2019. Arkiverad från originalet 16 januari 2019.
  4. ↑ The Future Circular Collider-studie Arkiverad 27 september 2017 på Wayback Machine , CERN Courier, 28 mars 2014.
  5. ↑ CERN supercollider kommer att byggas enligt projektet av Novosibirsk fysiker Arkivkopia av 29 december 2015 på Wayback Machine , RBC, 12/26/2015.
  6. ↑ Partikelfysiker uppdaterar strategin för fältets framtid i Europa . Hämtad 24 juni 2020. Arkiverad från originalet 25 juni 2020.
  7. ↑ Uppdatering 2020 av den europeiska strategin för partikelfysik . Hämtad 24 juni 2020. Arkiverad från originalet 21 juni 2020.
  8. ↑ FCC-ee: Maskinparametrar (nedlänk) . Hämtad 26 september 2015. Arkiverad från originalet 29 september 2015. 

Länkar