Fuente: M.Brice / CERNCERN es la organización europea para la investigación nuclear, que es el laboratorio de física de alta energía más grande del mundo. Se encuentra en la frontera de Suiza y Francia, cerca de Ginebra. Fue el CERN, junto con sus socios, quien construyó el Gran Colisionador de Hadrones. El LHC ayudó a hacer muchos descubrimientos que ayudaron a los científicos a comprender mejor la estructura del micromundo y las leyes que reinan en este mundo.
Ahora el CERN ha anunciado su intención de construir un nuevo acelerador, cuyo tamaño será cinco veces el tamaño del LHC. El túnel tendrá 100 kilómetros de largo. Se llama al nuevo sistema llamado Future Circular Collider (FCC). El otro día, el CERN
publicó un borrador de un nuevo proyecto, establecido en cuatro volúmenes.
El costo del nuevo acelerador se estima en $ 9 mil millones, de los cuales $ 5 mil millones se destinarán a crear un túnel con una longitud de 100 km. Los científicos planean lograr energías de partículas elementales del orden de 100 tera-electrón-voltios. Inicialmente, los electrones y los positrones colisionarán, pero luego el colisionador se modificará y reconfigurará a haces de protones-protones (trabajan con ellos en el Gran Colisionador de Hadrones).
A pesar del extenso informe y la preparación de una base técnica sólida, la construcción de un nuevo colisionador comenzará no antes de 2040. El texto del informe ya se envió al European Physical Journal, la preimpresión se
publicó en el sitio web oficial del CERN.
Vale la pena señalar que los resultados del LHC sorprendieron un poco a la comunidad científica, ya que muchos expertos esperaban que cuando la energía de las partículas alcance varios voltios de tera-electrones, aparezcan nuevas partículas en el acelerador. Antes del LHC, hubo muchos trabajos en los que se predijo la aparición de varias partículas a energías del orden anterior. Pero en la práctica esto no sucedió: en el LHC, la energía de las colisiones de partículas alcanza los 13 voltios de tera-electrones, pero no hay partículas nuevas.
Es por eso que se decidió construir un colisionador aún más poderoso que puede acelerar las partículas elementales a energías de cientos de tera-electrón-voltios. El proyecto Future Circular Collider (FCC) se anunció por primera vez en 2014. Luego, el CERN publicó solo los primeros toques del futuro proyecto.
Ahora que el proyecto se analiza más a fondo, el diseño preliminar y el trabajo de análisis han llevado más de cinco años. El desarrollo del "Future Collider" contó con la asistencia de 1300 científicos de más de 150 universidades.
En cuanto al informe, el primer volumen está dedicado a cuestiones de física moderna del micromundo. Los compiladores del volumen hablan sobre el potencial de la FCC, los posibles descubrimientos que ayudará a hacer. Por ejemplo, los científicos esperan detectar partículas de energía oscura, así como neutrinos masivos. Los físicos también esperan descubrir cuál es la estructura del potencial de Higgs, cómo y por qué surge la masa del bosón de Higgs. La FCC investigará el plasma quark-gluón y las transiciones de fase en la teoría de las interacciones de electrodébil. Quizás el colisionador ayudará a aclarar los parámetros de las partículas ya detectadas, incluidos los bosones vectoriales, el bosón de Higgs y el quark top.
El segundo volumen está dedicado a la estructura y características del colisionador electrón-positrón. Es un diseño técnico del sistema en sí. Los expertos muestran en qué elementos consistirá el acelerador, incluidos detectores de partículas, inductores, sistemas de seguridad, etc. Los desarrolladores planean llevar la energía de colisión a los parámetros de 90-365 gigaelectron-voltios. La luminosidad excederá los 10
36 centímetros cuadrados inversos por segundo.
El tercer volumen revela detalles de la modificación del colisionador durante la transición a haces protón-protón. En este caso, la energía de colisión alcanzará 100 voltios de tera-electrón con una luminosidad de 10
35 centímetros cuadrados inversos por segundo.
El cuarto volumen revela las características del funcionamiento del Gran Colisionador de Hadrones de altas energías. Este sistema es el precursor de la FCC, que, además, se basa en la infraestructura LHC existente. La energía de colisión en el colisionador "intermedio" será de aproximadamente 27 tera-electrón-voltios (el doble que el LHC), pero se necesitarán muchos menos recursos para crearlo.
Ahora que el LHC se está modernizando, el trabajo para convertir el colisionador en un sistema más potente comenzó el año pasado. Hasta ahora, el LHC no funciona, todo el trabajo en él ha sido suspendido. FCC planea construir junto al LHC, en las cercanías de Ginebra.