Polacy pracują przy jednym z najbardziej ambitnych projektów naukowych XXI wieku
Fizycy od lat marzą o urządzeniu, które pozwoli im zajrzeć w głąb najmniejszych cząstek materii i zrozumieć fundamentalne zasady rządzące wszechświatem. Takim przełomem ma być Przyszły Zderzacz Kołowy. To gigantyczny projekt, który ma szansę zrewolucjonizować nasze postrzeganie rzeczywistości i wiedzę o fundamentalnych prawach fizyki.
Politechnika Krakowska dołącza do grona prestiżowych instytucji naukowych współpracujących nad studium wykonalności Future Circular Collider (Przyszłego Zderzacza Kołowego, FCC) – jednego z najbardziej ambitnych projektów badawczych XXI wieku.
Nowy zderzacz miałby powstać w CERN jako potężny następca obecnego Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC). Przyszły Zderzacz Kołowy może być najpotężniejszym narzędziem badawczym w dziejach ludzkości i przyczynić się do znalezienia odpowiedzi na kluczowe pytania o istotę wszechświata.
Pomysł jego powstania wiąże się z odkryciem w 2012 r. bozonu Higgsa, całkowicie nowego rodzaju materii, który wymaga od nauki nowych studiów i metod badań nad tajemnicami rzeczywistości.
Technologiczny majstersztyk
Obecny LHC ma imponujące 27 km długości, ale FCC ma go przyćmić. Nowy akcelerator będzie miał aż 91 km obwodu, co sprawi, że stanie się największą tego typu konstrukcją na świecie. Tunel i podziemne instalacje znajdować mają się na głębokości od 180 do 400 m.
Co więcej, energia zderzeń w FCC ma osiągnąć 100 TeV (teraelectronowoltów) – to ponad osiem razy więcej niż maksymalna energia, jaką generuje LHC.
Wszystko to oznacza jedno: FCC pozwoli na badanie materii w niespotykanych dotąd warunkach. Otworzyłoby to nowe możliwości w badaniach cząstek elementarnych. Dla fizyków to jak spojrzenie w najwcześniejsze momenty wszechświata, zaraz po Wielkim Wybuchu. Im większa energia zderzeń, tym głębiej możemy zajrzeć w fundamentalne prawa natury.
Budowa nowego zderzacza może znacząco wpłynąć na rozwój fizyki cząstek, ale też technologii i innowacji o szerokim zastosowaniu gospodarczym i społecznym. Warto w tym miejscu przypomnieć, że badania w CERN przyczyniły się m.in. do powstania globalnej sieci Internetu.
Niektórzy mogą się zastanawiać: skoro już odkryliśmy bozon Higgsa, po co nam jeszcze potężniejsza maszyna? Odpowiedź jest prosta – fizyka cząstek wciąż pełna jest zagadek. Ciemna materia, asymetria między materią a antymaterią – to wszystko wciąż czeka na wyjaśnienie. LHC osiągnął już granice swoich możliwości, a FCC może dostarczyć nowych wskazówek i otworzyć drzwi do zupełnie nieznanych zjawisk.
Co więcej, naukowcy chcą dokładniej zbadać bozon Higgsa. Właśnie on może skrywać tajemnice dotyczące istnienia wszechświata i tego, czy istnieją inne, nieodkryte jeszcze cząstki.
Budowa za 20 lat
Na pytania o możliwości techniczne, środowiskowe, energetyczne, finansowe i organizacyjne realizacji tak ambitnego i drogiego projektu (szacuje się, że koszty mogą osiągnąć nawet 20 mld euro) ma odpowiedzieć Studium wykonalności Przyszłego Zderzacza Kołowego (Future Circular Collider Feasibility Study). Mają w nim być także ocenione możliwości wsparcia dla programów badawczo-rozwojowych w zakresie kluczowych technologii.
Politechnika Krakowska wniesie w to przedsięwzięcie bogate doświadczenie inżynieryjne i badawcze, którym wspierała już CERN m.in. w budowie i eksploatacji Wielkiego Zderzacza Hadronów. Obecnie globalna sieć kooperacji na rzecz FCC liczy już więcej niż 150 instytucji z ponad 30 krajów i wciąż przybywają nowe.
Jeśli wyniki studium wykonalności FCC potwierdzą możliwości realizacji inwestycji, państwa członkowskie CERN oraz międzynarodowi partnerzy mogą zatwierdzić bardziej szczegółowe badania techniczne projektu. A to mogłoby prowadzić do jego ostatecznej akceptacji i rozpoczęcia budowy (prawdopodobnie w drugiej połowie lat 40. XXI wieku).
W ramach koncepcji FCC miałyby działać zderzacze: FCC-ee (zderzacz elektronowo-pozytonowy, który umożliwi m.in. precyzyjne badania bozonu Higgsa) oraz FCC-hh (zderzacz protonowo-protonowy).
Więcej o odkryciach naukowych przeczytasz na Spider's Web:
Co to oznacza dla nas?
Future Circular Collider (FCC) to projekt, który ma potencjał, by zmienić nasze rozumienie fizyki. To inwestycja w przyszłość nauki i technologii, która może przynieść rewolucyjne odkrycia.
Chociaż badania w FCC będą prowadzone na poziomie subatomowym, ich skutki mogą mieć realny wpływ na nasze życie. Zrozumienie struktury materii może prowadzić do nowej fizyki, której konsekwencje są trudne do przewidzenia – tak jak kiedyś teoria kwantowa utorowała drogę do komputerów i nowoczesnej elektroniki.
