Fizycy marzą o następcy LHC

| Astronomia/fizyka
CERN

LHC · VLHC · Wielki Zderzacz Hadronów · akcelerator · Bardzo Wielki Zderzacz Hadronów

Wielki Zderzacz Hadronów, który został uruchomiony w 2008 roku, spełnił swoje główne zadanie - odnalazł bozon Higgsa. Teraz fizycy marzą o czymś większym, o Bardzo Wielkim Zderzaczu Hadronów (VLHC). Koncepcję gigantycznego akceleratora przedstawił fizyk teoretyczny Michael Peskin ze SLAC National Accelerator Laboratory. W porównaniu z jego pomysłem LHC, którego długość tuneli wynosi 27 kilometrów, to drobinka. VLHC miałby korzystać z tuneli o długości 80-100 kilometrów, a energia zderzeń protonów wynosiłaby 100 teraelektronowoltów (TeV). Maksymalna energia pracy LHC wyniesie 14 TeV.

Koncepcja budowy wielkich akceleratorów nie jest nowa, jednak przez ostatnich kilkanaście lat nie było pieniędzy na rozwijanie tego typu pomysłów. Jednak przed kilkoma miesiącami fizycy zgromadzeni na konferencji Snowmass w Minneapolis doszli do wniosku, że najwyższy czas, by rozwijać koncepcję VLHC.

Oczywiście plany ewentualnej budowy takiego urządzenia są niezwykle odległe. Jak zauważają niektórzy fizycy obecnie pieniądze przeznaczane są na rozbudowę LHC, który przez najbliższe dwa lata będzie udoskonalany tak, by osiągnąć maksymalne energie zderzeń, planowana jest budowa International Linear Collider w Japonii, a fizycy z USA skupiają się na wykorzystaniu bardzo intensywnych strumieni neutrino generowanych w Fermi National Accelerator Laboratory. Dlatego też Jonathan Rosner, jeden z organizatorów Snowmass, uważa, że ciągle jest zbyt wcześnie by mówić o VLHC.

Odkrycie bozonu Higgsa potwierdziło teorie mówiące, że cząsteczki zyskują masę dzięki interakcji z polem Higgsa. Wciąż jednak nie rozumiemy wielu zjawisk z tym związanych. Specjaliści mają nadzieję, że przed końcem dekady zdobędą nowe dane, które pomogą zaprojektować VLHC. Praca z większymi energiami może przynieść rozwiązanie kolejnych zagadek.

William Barletta z MIT-u mówi, że przed zbudowaniem olbrzymiego akceleratora konieczne jest szczegółowe określenie jego zadań. Dopiero wówczas można będzie zaprojektować maszynę, która je wykona. Zdaniem Barletty akcelerator pracujący z energią 100 TeV będzie potrzebował magnesów generujących pole magnetyczne rzędu 20 tesli. Magnesy takie mogły by zostać stworzone ze stopu niobu i cyny. Jest on jednak bardzo drogi, a ponadto magnesy trzeba by schłodzić do temperatury poniżej 18 kelwinów.

Własne plany budowy VLHC ma też CERN, który jest operatorem LHC. Zdaniem fizyka Michaela Benedikta, który w CERN-ie prowadzi badania dotyczące przyszłego akceleratora, jego budowa mogła by rozpocząć się w latach 20., tak, by urządzenie uruchomić niedługo po tym, jak w roku 2035 LHC przejdzie na emeryturę.

Na razie nikt nie mówi o kosztach budowy VLHC. Niektórzy fizycy spekulują jednak, że politycy nie zgodzą się na urządzenie, które kosztowałoby więcej niż 10 miliardów dolarów.