CERN plaanib megaosakeste kiirendajaid: osakeste füüsika tulevik fookuses!

CERN plaanib megaosakeste kiirendajaid: osakeste füüsika tulevik fookuses!

Genf, Schweiz - Euroopa laboratoorsete teadusuuringute laboratoorsed uuringud CERN on parteifüüsika alal uue megaosakeste kiirendi kavandamisel optimistlik. Peadirektor Fabiola Gianotti rõhutab teadusesse investeeringute olulist tähtsust, eriti geopoliitiliste konfliktide ajal. Pidades silmas praeguseid väljakutseid, näeb ta vajadust tulevikus jätkata teaduslikke edusamme, et saada uusi teadmisi aine kohta. CERNi praegune aruanne sisaldab teostatavusuuringut, millel on üle 1200 lehekülje, mis sisaldab kavandatud tulevase ümmarguse põrkejõu (FCC) kindla stsenaariumi. Sõltumatud kehad peaksid seda aruannet kontrollima ka enne, kui see on tehtud lõplik otsus 2028. aastal süsteemi ehitamiseks. FCC, mis asendab suure Hadron Collideri (LHC) 2040. aastatel, on rohkem kui kolm korda suurem ja paigaldatud tunnelisse, mis peaks kulgema Genfi ja Prantsusmaa vahel keskmisel sügavusel 200 meetri sügavusel.

FCC on konstrueeritud prootoni prootoni kokkupõrkekiirendina, mis on saavutada LHC-ga varem võrreldamatu seitsmekordse kõrgema kokkupõrkeenergia. Laienemise esimeses etapis on kavas ka elektronpositroni kokkupõrke kiirendi, mis võiks Higgsi bosoni uurimiseks toimida "Higgsi tehasena". Vaatamata neile paljutõotavatele lähenemisviisidele on kriitilisi hääli, mis näitavad kavandatud kiirendi suurt energiatarbimist. Aruannete kohaselt võib see tarbimine vastata 700 000 elanikuga linna omale ja seega olla suurem kui Genfi kantoni kogu energiavajadus koos oma 500 000 elanikuga.

riskid ja väljakutsed

90 -kilomeetrise tunneli tõstmine loob ka märkimisväärses koguses kivi, mida tuleks säilitada. Need väljakutsed on vastupidiselt põhiküsimustele, millele osakeste füüsika püüab vastata, näiteks aine ja energia jaotus universumis. Higgsi Bosoni avastamine 2012. aastal LHC -s kujutas olulist edu ja täitis osakeste füüsika standardmudelit. Sellegipoolest on veel seletamatuid nähtusi, sealhulgas tumeda aine ja tume energia, mis esitavad väljakutsete standardmudel.

LHC, suurim osakeste kiirendaja maailmas, on 27 km pikk ja maksab umbes 3 miljardit eurot. Vaatamata oma edule on ta otsinud uusi osakesi alates 2010. aastast, kuid seni on olnud ebaõnnestunud. Vastuolulised reaktsioonid kutsemaailmas kajastavad osakeste füüsika tuleviku ebakindlust. Mõned teadlased nõuavad kannatlikkust, teised aga kavatsevad ehitada uusi suuremaid kiirendeid nagu FCC. Personifikatsioonidel, nagu Ingrid-Maria Gregor ja Sabine Hossenfelder, kahel silmapaistval häälel osakeste füüsika arutelul, on uurimistöö suuna osas erinevad vaated.

osakeste füüsika perspektiiv

Hossenfelder on seadnud osakeste füüsika uurimistööd ja kritiseerib mõnda väljakujunenud põhimõtet, eriti looduslikkuse kontseptsiooni. Nende jaoks on osakeste füüsika tulevik ebakindel, eriti pidades silmas LHC silmapaistvaid tulemusi. Teisest küljest on Gregor endiselt optimistlik ja näeb LHC -s tulevaste avastuste potentsiaali. Muud projektid, näiteks rahvusvaheline lineaarne põrkejõud (ILC), mida arutatakse ka hinnanguliselt 5 miljardit eurot kui hästi tuntud osakeste uurimise täpset lähenemisviisi, meelitavad ka huvi, isegi kui nende rahastamine on ebakindel.

Osakeste füüsika areng alates 1960. aastatest näitab, et CERNi direktor Joachim Mnich -sugused teadlased töötavad selle nimel, et saada mõistmist mateeria põhilistest ehitusplokkidest, hoolimata takistustest ja ebakindlustest, mida tee endaga kaasa toob. Tulevased projektid, sealhulgas FCC, kajastavad teadlaste jätkuvat tungi laiendada teadmiste piire universumi kohta ja leida vastuseid elu põhiküsimustele.

Arutelu osakeste füüsika üle on endiselt põnev ja tulevikus jätkab see kindlasti keskse koha teaduslikus arutelus. Uute avastuste perspektiiv on endiselt, kuid lähenemisviiside kannatlikkus ja kriitiline kaalumine on hädavajalik.

deutschlandfunk