Το CERN προτείνει την κατασκευή του FCC για την ανακάλυψη των μυστικών του Σύμπαντος

Όταν ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στην Ελβετία βοήθησε τους επιστήμονες να ανιχνεύσουν το μποζόνιο Higgs το 2012, η ανακάλυψη έφερε επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο οι ερευνητές ερμήνευσαν το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής. Μόνο ο LHC θα μπορούσε να επιτύχει την ισχύ και τη φωτεινότητα που ήταν απαραίτητες για ένα τέτοιο πείραμα, το οποίο απαιτούσε την επιτάχυνση ακτίνων πρωτονίων σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός και στη συνέχεια τη μετωπική σύγκρουσή τους. Όμως, παρά τη σημαντική συμβολή του στη σωματιδιακή φυσική, ο LHC δεν είναι ακόμη αρκετός. Αν οι επιστήμονες θέλουν να μάθουν περισσότερα για δύο από τα πιο άπιαστα στοιχεία της Φυσικής – τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια – θα χρειαστούν έναν επιταχυντή μεγαλύτερο και ισχυρότερο από τον LHC.

Εδώ έρχεται στη συζήτηση ο Μελλοντικός Κυκλικός Επιταχυντής (Future Circular Collider). Ο FCC, που προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικών Ερευνών (CERN) το 2019, θα είναι υπερτριπλάσιος από τον LHC και θα τοποθετηθεί 200 μέτρα κάτω από το έδαφος. Το γιγαντιαίο αποτύπωμά του θα επιτρέψει στον υπερσυγκρουστή να συνθλίψει σωματίδια με πρωτοφανή δύναμη χωρίς να θυσιάσει τη σταθερότητα ή το περιβάλλον, εφόσον φυσικά εγκριθεί από τους αρμόδιους φορείς.

Οι νέες προτάσεις τοποθετούν το αρχικό κόστος κατασκευής του FCC στα 14 δισεκατομμύρια ευρώ, τα οποία θα αντληθούν από τα κράτη-μέλη του CERN. Ένα τόσο μεγάλο κόστος είναι δύσκολο να δικαιολογηθεί, ακόμη και όταν οι πιθανές επιστημονικές απολαβές του είναι τεράστιες. Αντίθετα, η κατασκευή του LHC κόστισε 4.4 δισ. ευρώ.

Ωστόσο, το FCC θα μπορούσε να είναι η μεγαλύτερη ευκαιρία για να εντοπίσουμε τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια, δύο άγνωστα στοιχεία που πιστεύεται ότι αποτελούν το 95% του Σύμπαντος. Το να μάθουμε περισσότερα γι’ αυτά θα μπορούσε να έχει τεράστιο αντίκτυπο στα πάντα, από τα κοσμολογικά μας μοντέλα και το γαλαξιακό χρονοδιάγραμμα μέχρι την κατανόηση της θεμελιώδους φυσικής. Η έναρξη λειτουργίας του FCC θα βοηθούσε επίσης τους επιστήμονες να διαμορφώσουν ένα σχέδιο διαδοχής του LHC όταν αυτός τελικά αποσυρθεί.

Εάν εγκριθεί, η υπόγεια σήραγγα του FCC θα κάνει κύκλο γύρω από τη Γενεύη, περνώντας μέσα από το γαλλικό έδαφος και κάτω από τη λίμνη της Γενεύης. Οκτώ εργαστήρια, ένα στη Γαλλία και επτά στην Ελβετία, θα βρίσκονται στην επιφάνειά του. Η κατασκευή του υπερσυγκρουστή προβλέπεται ότι θα γίνει σε δύο φάσεις. Η πρώτη, υπεύθυνη για τη σύγκρουση ηλεκτρονίων σε αναζήτηση περισσότερων μποζονίων Higgs, θα επέτρεπε την έναρξη λειτουργίας στα μέσα της δεκαετίας του 2040. Η δεύτερη θα χρησιμοποιούσε ισχυρούς μαγνήτες και βαριά πρωτόνια για την αναζήτηση “νέων” σωματιδίων, αν και οι εργασίες δεν θα ξεκινούσαν τουλάχιστον μέχρι το 2070.

Σύμφωνα με μια ενημέρωση του CERN από τον Μάρτιο του 2023, ο οργανισμός συνεργάζεται στενά με γαλλικούς και ελβετικούς κυβερνητικούς φορείς για να διασφαλίσει ότι η κατασκευή του FCC δεν θα διαταράξει τις τοπικές κοινότητες και τα οικοσυστήματα. Διερευνά επίσης πώς τα υποπροϊόντα του FCC, όπως η αποβαλλόμενη θερμότητα, θα μπορούσαν να επαναχρησιμοποιηθούν προς όφελος των κοντινών περιοχών.

[CERN]