Die Zusammenarbeit mit dem Future Circular Collider FCC wird vorgeschlagen ein neuer kreisförmiger Collider gebaut werden, um den größten Collider der Welt in den Schatten zu stellen CERN Large Hadron Collider LHC mit fast viermal so langer Länge wie der LHC.
Blick über den Large Hadron Collider hinaus
In einem vierbändigen Bericht, dem Conceptual Design Report, schlug die FCC-Kollaboration - eine Sammlung von über tausend Physikern von über 100 Universitäten - verschiedene Entwürfe für einen neuen kreisförmigen Collider vor, um den zu ersetzen. LHC in den nächsten Jahrzehnten.
In der Zusammenarbeit wurden die Möglichkeiten für die Zukunft der Physik erörtert, die Maschinen zur Erzeugung solch enormer Energie bieten können. Außerdem wurden die technischen Probleme, die gelöst werden müssten, sowie die geplante Fertigstellung und die mit den Konstruktionen verbundenen Kosten aufgeschlüsselt.
Die FCC-Studie begann bereits 2014 auf der Grundlage der Empfehlung der Europäischen Strategie für Teilchenphysik aus dem Jahr 2013, einem Konsens der breiteren Gemeinschaft der Teilchenphysik über die Richtung des Feldes bei Projekten wie der FCC.
Ziel war es, dass Europa „in der Lage ist, bis zum nächsten Strategie-Update ein ehrgeiziges Post-LHC-Beschleunigerprojekt am CERN vorzuschlagen“.
„Der FCC-Konzeptentwurfsbericht ist eine bemerkenswerte Leistung“, sagte Fabiola Gianotti, Generaldirektorin des CERN. „Er zeigt das enorme Potenzial der FCC, unsere Kenntnisse der Grundlagenphysik zu verbessern und viele Technologien mit weitreichenden Auswirkungen voranzutreibenGesellschaft.
„Die FCC stellt zwar neue, gewaltige Herausforderungen dar, profitiert jedoch in hohem Maße von der Expertise, dem Beschleunigerkomplex und den Infrastrukturen des CERN, die über mehr als ein halbes Jahrhundert entwickelt wurden.“
Während der LHC in seinem zehnjährigen Betrieb außergewöhnliche Ergebnisse erzielt hat, hat er seine Grenzen. Die Entdeckung des Higgs-Bosons wäre ohne den LHC nicht möglich, aber die Erforschung der Eigenschaften des Higgs-Bosons erfordert mehr Energie als der LHCzur Verfügung stellen.
Die FCC wird in der Lage sein, diese Eigenschaften zu untersuchen und andere Phänomene zu untersuchen, deren Erklärung neue Physik erfordert, wie beispielsweise das Ungleichgewicht zwischen vorherrschender Materie gegenüber knapperer Antimaterie und der Natur der dunklen Materie.
Der zukünftige Circular Collider auf einen Blick
Das vorgeschlagene Projekt ist massiv. Der Vorschlag sieht einen 100 km langen supraleitenden Protonenbeschleunigerring mit Energien von bis zu 100 TeV vor, der einen um eine ganze Größenordnung leistungsstärkeren Teilchenkollider als den LHC erzeugt.
Laut Frédérick Bordry, CERN-Direktor für Beschleuniger und Technologie, würde die FCC schrittweise entwickelt. „Die FCC-Zeitachse sieht vor, mit einer Elektronen-Positronen-Maschine zu beginnen, genau wie LEP dem LHC vorausging.“
"Dies würde ein reichhaltiges Programm ermöglichen, das der Teilchenphysik im 21. Jahrhundert zugute kommt."
Die Kosten für den ersten Elektron-Positron-Collider EPC würden rund 9 Milliarden Euro betragen, während der 100 km lange Tunnel für die Unterbringung weitere 5 Milliarden Euro kosten würde. Die Planer hoffen, dass die Physik mit diesem EPC im Jahr 2040 beginnen könnte.
Danach würden sie mit dem Bau der supraleitend Protonenmaschine, die den Tunnel zum Preis von etwa 15 Milliarden Euro nutzen würde und bis 2050 für die Physikforschung verwendet werden kann.
“ Ein zukünftiger kreisförmiger Collider würde der Industrie außergewöhnliche Möglichkeiten bieten und dazu beitragen, die Grenzen der Technologie weiter zu erweitern “, so das CERN.„ Er würde auch eine außergewöhnliche Ausbildung für eine neue Generation von Forschern und Ingenieuren bieten. “