Την πρόταση για τον επιταχυντή που προορίζεται για να διαδεχτεί τον LHC στο CERN δημοσιοποίησαν οι συντελεστές της πρωτοβουλίας FCC (Future Circular Collider) την Τρίτη.
Μέσα στα επόμενα δύο χρόνια, η κοινότητα των επιστημόνων σωματιδιακής φυσικής θα ανανεώνει την Ευρωπαϊκή Στρατηγική Σωματιδιακής Φυσικής, διαμορφώνοντας τους σχεδιασμούς για το μέλλον στον κλάδο πέρα από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC). Ο οδικός χάρτης για το μέλλον έχει σκοπό να οδηγήσει σε κρίσιμες επιλογές ως προς την έρευνα και ανάπτυξη τα επόμενα έτη, με στόχο τη δημιουργία του επόμενου επιταχυντή σωματιδίων μετά τον LΗC και την επέκταση των γνώσεων πάνω στην ύλη και το σύμπαν.
Η μελέτη πάνω στον FCC άρχισε το 2014 και πηγάζει από την τελευταία ανανέωση της Ευρωπαϊκής Στρατηγικής, που εγκρίθηκε τον Μάιο του 2013 και στην οποία συστηνόταν να γίνουν μελέτες σχεδιασμού και βιωσιμότητας προκειμένου η Ευρώπη «να είναι σε θέση να προτείνει ένα φιλόδοξο project επιταχυντή μετά τον LHC τη στιγμή της επόμενης ανανέωσης στρατηγικής». O FCC θα πρέπει να παρέχει δυνατότητες συγκρούσεων ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων, πρωτονίων-πρωτονίων και ιόντων-ιόντων σε άνευ προηγουμένου ενέργειες και εντάσεις, με την πιθανότητα συγκρούσεων ηλεκτρονίων-πρωτονίων και ηλεκτρονίων-ιόντων.
«Το conceptual design report του FCC αποτελεί αξιοσημείωτο επίτευγμα. Δείχνει τις τεράστιες δυνατότητες του FCC για τη βελτίωση των γνώσεών μας πάνω στη θεμελιώδη φυσική και την εξέλιξη πολλών τεχνολογιών, με μεγάλες επιπτώσεις στην κοινωνία» είπε η Φαμπιόλα Τζιανότι, γενική διευθύντρια του CERN. «Ενώ παρουσιάζει νέες, αποθαρρυντικές προκλήσεις, το FCC θα επωφελούνταν πάρα πολύ από την εξειδίκευση του CERN, το συγκρότημα και τις υποδομές επιταχυντών που έχουν αναπτυχθεί σε διάστημα άνω του μισού αιώνα» σημείωσε.
Η σχεδιαστική μελέτη πάνω στον FCC ήταν μια μεγάλη διεθνής προσπάθεια, η οποία διήρκεσε πέντε χρόνια, με τη στήριξη της Κομισιόν μέσω του προγράμματος Horizon 2020. Σε αυτή συμμετείχαν πάνω από 1.300 συντελεστές από 150 πανεπιστήμια, ερευνητικά ινστιτούτα και βιομηχανίες.
«Απώτερος στόχος του FCC είναι η δημιουργία ενός 100 χλμ υπεραγώγιμου δακτυλίου επιτάχυνσης πρωτονίων, με ενέργεια μέχρι και 100 TeV, κάτι που σημαίνει πολύ ισχυρότερου από τον LHC» είπε ο διευθυντής Επιταχυντών και Τεχνολογίας του CERN, Φρεντερίκ Μπορντρί. «Το χρονοδιάγραμμα του FCC προβλέπει έναρξη με ένα μηχάνημα ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων, όπως ο LEP είχε προηγηθεί του LHC. Αυτό θα επέτρεπε ένα πλούσιο πρόγραμμα που θα ήταν επωφελές για την κοινότητα της σωματιδιακής φυσικής ανά τον 21ο αιώνα» ανέφερε.
Η ισχύς του επιταχυντή FCC θα «άνοιγε» μεγάλες νέες δυνατότητες, επιτρέποντας μελέτες πάνω στο πώς ένα σωματίδιο Higgs αλληλεπιδρά με άλλο ένα σωματίδιο του Higgs και πολλά άλλα πειράματα. Επίσης, θα επέτρεπε άνευ προηγουμένου ενεργειακές κλίμακες, αναζήτηση νέων σωματιδίων, δυνατότητες σύγκρουσης βαρέων ιόντων κ.α., επιτρέποντας πιθανώς σημαντικές νέες ανακαλύψεις.
Όσον αφορά στο κόστος ενός μεγάλου επιταχυντή ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων, εκτιμάται πως θα κυμαινόταν γύρω στα 9 δισ. ευρώ, περιλαμβανομένων 5 δισ. για τη διάνοιξη ενός τούνελ 100 χλμ. Ο επιταχυντής θα εξυπηρετούσε την παγκόσμια κοινότητα των ερευνητών φυσικής για 15 με 20 χρόνια, ενώ το πρόγραμμα θα μπορούσε να αρχίσει κατά το 2040. Το κόστος για ένα υπεραγώγιμο μηχάνημα πρωτονίων που θα χρησιμοποιούσε το ίδιο τούνελ υπολογίζεται στα 15 δισ. ευρώ και θα μπορούσε να αρχίσει να λειτουργεί κατά τα τέλη της δεκαετίας του 2050.
