Европейский Центр ядерных изысканий (ЦЕРН) сделал важнейший шаг на пути к изготовлению круглого 100-километрового суперколлайдера, чтобы раскрыть тайны бозона Хиггса и таким образом расширить границы физики высоких энергий. Совет ЦЕРН одобрил решение 19 июня, после того как независимая комиссия утвердила план в марте. Более подробно о новом коллайдере поговорим далее.
Проект ЦЕРН
Для реализации проекта ЦЕРН потребуется финансовая помощь, которая будет составлять 21 млрд евро. Ожидается, что он станет продолжением выдающегося Большого адронного коллайдера, созданного в лаборатории. Конструкция будет построена недалеко от места размещения ЦЕРН в Женеве (Швейцария) в подземном туннеле. С помощью нее физики изучат свойства бозона Хиггса. После они создадут еще более мощное устройство, которое позволит сталкиваться протонам и будет действовать в течение 50 лет.
Утверждение проекта ЦЕРН – это еще не окончательное его одобрение. Но это значит, что организация может начать разрабатывать коллайдер, одновременно создавая альтернативные конструкции для последующих тестирований LHC, такие как ускоритель мюонов и электрон-позитронный линейный коллайдер.
Что говорят эксперты
«Я думаю, что для физики простейших частиц в Европе и иных странах и для ЦЕРН этот день является историческим», - заявила Джанотти Фабиола, гендиректор ЦЕРН, после голосования.
«Для лаборатории это явная точка разветвления, - сказал Ллевеллин-Смит Крис, бывший гендиректор ЦЕРН и физик из Оксфордского института (Англия). – Именно эту цель мы и преследовали». Известно, что ранее предлагались иные версии коллайдера грядущего поколения, но совет ЦЕРН сделал единодушное и однозначное заявление.
Этапы развития
В документе под названием «Европейская стратегия реконструкции физики частиц», который был подписан 19 июня, рассматриваются два этапа проекта. Сперва ЦЕРН планирует построить электрон-позитронный коллайдер, где есть энергии столкновения, настроенные на максимизацию возникновения бозонов Хиггса и детальное изучение их свойств.
Позднее первую машину демонтируют и заменят устройством с протонным циклом. В итоге энергия столкновения частиц достигнет 100 тераэлектронвольт (ТэВ), что превысит возможности LHC с его 16 ТэВ, который является в настоящее время самым мощным ускорителем на планете и тоже сталкивает протоны.
Второй агрегат должен будет находить новые частицы или силы природы, благодаря чему существующая модель физики простейших частиц будет изменена. Многие технологии, требующиеся конечному устройству, еще не разработаны, поэтому оно станет предметом усиленного изучения в ближайшие десятилетия. «Это весьма амбициозная стратегия, - сказала Джанотти. - Именно она определяет светлое будущее для ЦЕРН и Европы».
Проект Ифанга Вана
«Я думаю, что это правильное направление», - говорит Ифанг Ван, глава института физики высоких энергий (ИФВЭ) и китайской академии наук в Пекине. Предложенная ЦЕРН новая машина по своей сути аналогична проекту, который Ван представил после открытия LHC бозона Хиггса в 2012 году.
Как и нынешняя официальная стратегия ЦЕРН, предложение Вана также включало возможность создания протонного коллайдера на втором этапе, следуя модели LHC (27-километровое кольцо LHC занимает туннель, в котором в 1990-х годах размещался Большой электрон-позитронный коллайдер CERN).
«Решение CERN является подтверждением того, что наш выбор был правильным», - говорит Ван.
Мнение Хитоси Ямамото
Так как проект CERN был одобрен, организация теперь должна принять участие в создании Международного линейного коллайдера, который является более старой идеей, поддержанной физиками из Японии.
Хитоси Ямамото, физик из университета Тохоку в Сендае (Япония), говорит: «Одобрение проекта ЦЕРН обнадеживает. Я считаю, что условия для перехода ILC к следующему этапу в Японии, а также в глобальном масштабе, теперь созданы».
Финансирование проекта
ЦЕРН считает, что в 2038 году будет начато строительство нового электрон-позитронного коллайдера и туннеля длиной 100 км. А тем временем лаборатория будет пользоваться обновленной версией своего нынешнего коллайдера High Luminosity LHC, который сегодня пребывает в стадии разработки.
В настоящее время ЦЕРН вынужден искать новое финансирование сверх постоянного бюджета, который поддерживают страны, являющиеся членами ЕС.
Ллевеллин-Смит заявил, что державам, пребывающими за пределами Европы, включая Японию, США и Китай, вероятно, потребуется присоединиться к ЦЕРН для создания новой глобальной организации. А Хоссенфельдер Сабина, теоретик-физик из Франкфуртского университета перспективных изысканий (Германия), раскритиковала стремление к достижению еще более высоких энергий, когда отдача науки далека от гарантированной.
«Я считаю, что эта идея не очень хорошая, - заявила Сабина. - Речь идет о десятках миллиардов. Я думаю, что для проведения такого изыскания в настоящее время не хватает научного потенциала».
Закрывая конференцию, на которой многие участники находились онлайн, Урсула Басслер, президент совета ЦЕРН, сказала: «Теперь мы должны решить большую задачу – претворить новую стратегию в жизнь». После она помахала бутылкой шампанского перед камерой и закончила видеотрансляцию.
