Zakończono prace projektowe nowego zderzacza cząstek

| Astronomia/fizyka
ILC

ILC · International Linear Collider · zderzacz · akcelerator · LHC · Wielki Zderzacz Hadronów

Organizacja Linear Collider Collaboration zaprezentowała szczegółowy raport techniczny (Technical Desing Report) dotyczący projektu International Linear Collider, 31-kilometrowego liniowego zderzacza elektronów i pozytonów. Podczas ceremonii w Azji, Europie i Ameryce raport został przekazany rządom biorącym udział w projekcie. Pojawienie się tego dokumentu oznacza, że mogą rozpocząć się prace nad budową zderzacza. TDR to całościowa dokumentacja obejmująca zarówno szczegóły techniczne urządzenia, opis zjawisk fizycznych, jak i wyliczenie kosztów oraz propozycje zarządzania zderzaczem.

W ILC elektrony i pozytony będą rozpędzane do prędkości bliskich prędkości światła i zderzane 14 000 razy na sekundę. Energia zderzeń będzie wynosiła 500 gigaelektronovoltów (GeV). ILC został zaprojektowany tak, by w przyszłości można było go rozbudować do długości 50 kilometrów, zwiększając energię zderzeń do 1 teraelektronowolta (TeV). To wielokrotnie mniej niż energia uzyskiwana w Wielkim Zderzaczu Hadronów (Large Hadron Collider - LHC). Po co zatem budować ILC?

Odpowiedzią na to pytanie są różnice w kształcie akceleratorów. W LHC przyspieszane cząstki wędrują po okręgu. Dzięki temu mogą być przyspieszane do znacznie wyższych energii, te, które się nie zderzą, nadal krążą i można je wykorzystać podczas kolejnych zderzeń. Jednak cząstki poruszające się po zakrzywionych torach emitują promeiniowanie elektromagnetyczne zwane promieniowaniem synchrotronowym. Tracą w ten sposób energię. Dlatego też w akceleratorach kołowych przyspiesza się ciężkie cząstki. Z kolei w akceleratorach liniowych te cząstki, które nie brały udziału w zderzeniu są tracone, przyspiesza się je na znacznie krótszych dystansach, dlatego też mają mniejszą energię. Z drugiej jednak strony w tego typu akceleratorach można wykorzystywać lekkie cząstki. A z ich zderzeń uzyskuje się znacznie bardziej szczegółowe informacje, które jest łatwiej analizować niż dane z akceleratorów kołowych. Dlatego też ILC może stanowić uzupełnienie LHC i mimo pracy z niższymi energiami, dostarczy danych, których nie uzyskamy z LHC.

Ewentualne zbudowanie ILC przyniesie korzyści nie tylko fizykom. Już teraz można zakładać, że nowe technologie, które powstaną na potrzeby akceleratora udoskonalą np. obrazowanie medyczne, pozwalając na zminiaturyzowanie tomografów pozytonowych i przyczynią się do stworzenia nowych mniej szkodliwych technik radioterapii. Nowoczesne rozwiązania informatyczne konieczne do przekazywania danych z akceleratorów z czasem trafią też do sieci używanych w innych dziedzinach życia, nowe źródła promieniowania gamma pozwolą np. na szczegółowe badanie składu odpadów jądrowych, co z kolei może pozwolić na szybkie przetwarzanie ich w bezpieczne i stabilne.

Organizacja Linear Collider Collaboration prowadzi jednocześnie prace nad projektem konkurencyjnym dla ILC. To Compact Linear Collider (CLIC), który również ma być zderzaczem przyszłej generacji, uzupełniającym LHC i wychodzącym poza to, co można osiągnąć dzięki Wielkiemu Zderzaczowi Hadronów.

W pracach nad oboma projektami biorą udział kraje z całego świata, najbardziej znane jednostki badawcze i uniwersytety. Nie zapadła jeszcze decyzja, który ze zderzaczy będzie budowany i gdzie. Duże szanse na ILC ma Japonia, która jest skłonna sfinansować 50% kosztów budowy. Prace konstrukcyjne mogłyby rozpocząć się już w 2015 lub 2016 roku. Zderzacz, jeśli powstanie, nie zostanie uruchomiony przed rokiem 2026.