Новые границы физики элементарных частиц

11 февраля 2014, 13:15
0
868
Новые границы физики элементарных частиц

CERN начинает предварительные исследования по программе «Будущий циклический коллайдер»


Женева, 6 февраля 2014 года. Физика элементарных частиц принимает долгосрочную перспективу. Первоначально задуманному ещё в 1980-х, проекту БАК [Большой Андронный Коллайдер] потребовалось целых 25 лет, чтобы в полной мере начать свою работу в 2008 году. В 2012 году с открытием бозона Хиггса БАК выполнил своё изначальное предназначение, и физики задумались о проектировании машины, которая в один прекрасный день смогла бы стать на его место - Очень большого адронного коллайдера. И уже сейчас находится в начальной стадии разработки новый ускоритель, который не имеет равных себе аналогов. Программа рассчитана на 20 лет. Некоторые физики отмечают, что, несмотря на всю амбициозность проекта, VLHC будет лишь одной из "рабочих лошадок" глобальной физики элементарных частиц будущего. В числе других приоритетов: модернизация БАК, который в феврале был закрыт на 2 года, чтобы повысить энергию с 7 ТэВ до 14 ТэВ; строительство Международного линейного коллайдера в Японии, способного сталкивать пучки электронов и позитронов; крупный проект США по использованию пучков высокой интенсивности, генерируемых в Национальной ускорительной лаборатории Ферми (Fermi National Accelerator Laboratory). Сейчас все работы по перезапуску уже работающего БАК в 2015 году консолидированы в один проект и идут полным ходом. Продолжается разработка масштабного повышения свечения. Таким образом БАК можно будет эксплуатировать на полную силу. HL (повышенное свечение) стало приоритетом номер один. Это позволит после 2024 года увеличить накапливаемое число столкновений в 10 раз и значительно увеличить эффективность работы.
Несмотря на то, что программа БАК уже чётко определена в течение следующих двух десятилетий, пришло время, чтобы посмотреть ещё дальше, так что ЦЕРН сейчас развернул предварительные исследования для будущего долгосрочного проекта, в центре которого циклический коллайдер нового поколения с окружностью от 80 до 100 километров. Это достойный преемник нынешнего БАК. Напомню, что длина окружности нынешнего БАК составляет 27 км, а мощность сталкивающихся протонов в системе центра масс достигнет в 2015 году 14 ТэВ. Этот ускоритель позволит отодвинуть границы знания физики элементарных частиц ещё дальше. Программа "Будущий Цикличный Коллайдер" (FCC) будет уделять особое внимание исследованиям новых андронных коллайдеров, способных достичь беспрецедентных энергий - около 100 ТэВ. Исследуется также вариант лептон-адронного коллайдера [лептон от греческого «leptos» - легкий, фундаментальные частицы]. Физические исследования в области элементарных частиц потребовали существенного увеличения энергии сталкивающихся лептонов и адронов в центре масс (до 10 ТеВ и более). В настоящее время эти работы стали интернациональными. Физики надеются, что экстремально высокие энергии позволят ответить на ряд фундаментальных вопросов науки. Физики почти уверены, что революционные открытия с использованием коллайдеров будут сделаны в пределах следующие десять - пятнадцать лет.
Вид научного городка ЦЕРНа с воздуха.

Работа в рамках программы "Будущий Цикличный КоллайдерFCC станет глобальным исследованием в физике элементарных частиц, связанным с рекомендациями Европейской стратегии по физике частиц, опубликованными в мае 2013 года. Исследования по программе FCC будут проводиться параллельно с  исследованиями по проекту «Компактного линейного коллайдера» (CLIC), которые уже ведутся около десяти лет. В проекте CLIC рассматривается линейный электрон-позитронный коллайдер на основе новой ускорительной технологии. Но эта программа пересекается с другим грандиозным международным проектом «Международный линейный коллайдер» (ILC). Так что изучение возможностей и оценка затрат на FCC, возможно, позволят обновить в 2018-2019 году Европейскую стратегию по физике частиц и выбрать один из проектов. Если предпочтение будет отдано FCC, то полный ввод его в строй следует ожидать в конце 2030-х годов. 
"Мы по-прежнему очень мало знаем о бозоне Хиггса, и наш поиск темной материи и суперсимметрии продолжается. Предстоящие результаты от LHC будут иметь решающее значение в определении, какими путями вести исследования в будущем, и каким будет наиболее подходящий тип ускорителя, чтобы ответить на новые вопросы, которые скоро будут заданы", - говорит Серджио Бертолуччи, директор по исследованиям и вычислениям в ЦЕРНе. "Мы должны посеять семена завтрашних технологий сегодня, чтобы быть готовыми принимать решения через несколько лет", - добавляет директор ЦЕРН по ускорителям и технологии, Фредерик Bordry. Целью двух исследований является изучение возможности создания различных возможных машин, чтобы оценить их затраты и подготовить концептуальный доклад для FCC ("Будущий Цикличный Коллайдер") и остановиться на одном из них для своевременного обновления европейской стратегии в 2018/2019 гг.
Отправной точкой программы FCC станет международная конференция «Future Circular Collider Study kick-off Meeting», которая пройдет в Женевском университете 12-15 февраля 2014 года. На ней ожидается 330 участников, в том числе и девять из России. Украина не будет представлена. Приглашены ведущие российские организации, занимающиеся физикой высоких энергий: Объединенный институт ядерных исследований, Институт ядерной физики имени Г.И. Будкера, Институт физики высоких энергий, Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Институт ядерных исследований РАН, МИФИ, Российский исследовательский центр FAIR. Россия, имевшая  изначально статус наблюдателя, в конце 2012 года подала заявку на вступление в ЦЕРН в качестве ассоциированного члена. В 2013 году ЦЕРН удовлетворил заявку. Также, 9 октября 2013 года, ЦЕРН удовлетворил заявку Украины. С 2014 года Украина тоже является ассоциированным членом ЦЕРН. В настоящее время в различных программах ЦЕРНа участвуют свыше 800 российских ученых и 47 украинских ученых. В различных программах ЦЕРН задействованы институты НАН Украины: "Монокристалл", "Объединенный институт ядерных исследований" (ОИЯИ) (Перспективные фундаментальные исследования по физике высоких энергий и ядерной физики), Национальный научный центр "Харьковский физико-технический институт", "Институт теоретической физики им. М. М. Боголюбова НАН Украины". 
"Очень большой андронный коллайдер" может заработать к 2024 году. Предметное обсуждение проекта начнётся на международной конференции в Женеве, намеченной на 12-15 февраля. Только для оценки всех нюансов проекта, который потребует многомиллиардных инвестиций, потребуется пятилетняя научная программа. Задачей встречи, помимо обсуждения различных вопросов и формирования исследовательской программы, будет учреждение международных коллабораций, которые займутся изучением как физики, так и вариантов установок, выбор Международного консультативного комитета. Какие проекты светят Украине, если украинцы не будут представлены на конференции в Женеве? 

Рубрика "Я - Корреспондент" является площадкой свободной журналистики и не модерируется редакцией. Пользователи самостоятельно загружают свои материалы на сайт. Редакция не разделяет позицию блогеров и не отвечает за достоверность изложенных ими фактов.
РАЗДЕЛ: Пользователи
Если вы заметили ошибку, выделите необходимый текст и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить об этом редакции.