Awọn ibere fun awọn idahun si awọn ìmọ ibeere (gẹgẹ bi awọn, eyi ti Pataki patikulu ṣe dudu ọrọ, idi ti ọrọ dominates awọn Agbaye ati idi ti o wa ni ọrọ-antimatter asymmetry, ohun ti o jẹ ipa patiku fun walẹ, dudu agbara, neutrino ibi-ati be be lo) wipe Standard Awoṣe ko le koju, ọkan le nilo lati wo kọja awọn Standard awoṣe ki o si Ṣawari awọn ṣee ṣe aye ti titun, Modele patiku alailagbara bi o ti ṣee ṣe pẹlu awọn ohun elo ti o fẹẹrẹfẹ pẹlu awọn ẹya ara ẹrọ ti o lagbara pupọ. aye ti titun, awọn patikulu wuwo ju arọwọto ti ohun elo LHC ti o wa tẹlẹ. Idabaro Collider Circular Future (FCC) yoo jẹ ki o ṣee ṣe lati wa aye ti iru awọn patikulu ipilẹ ti o kọja awoṣe Standard. Igbimọ CERN ti ṣe ayẹwo ijabọ Iṣeṣeṣe FCC ni bayi. Ipinnu ikẹhin lori ikole FCC nipasẹ Igbimọ CERN ni a nireti ni ayika 2028. Ti o ba fọwọsi, ikole FCC le bẹrẹ ni awọn ọdun 2030. Yoo jẹ nipa 100 km ni iyipo ti o wa ni iwọn awọn mita 200 ni isalẹ ilẹ nitosi ipo kanna bi LHC nitosi Geneva. Yoo ṣe aṣeyọri Large Hadron Collider (LHC), eyiti o jẹ lati de opin awọn iṣẹ rẹ ni 2041. FCC yoo ṣe imuse ni awọn ipele meji. Ipele akọkọ, FCC-ee yoo jẹ elekitironi-positron collider fun awọn wiwọn konge si ọna wiwa fun awọn patikulu fẹẹrẹfẹ, eyiti yoo funni ni eto iwadii ọdun 15 lati ipari awọn ọdun 2040. Ni ipari ipele yii, ẹrọ keji, FCC-hh (agbara giga), yoo jẹ aṣẹ ni oju eefin kanna. Ipele keji ni ero lati de awọn agbara ikọlu ti 100 TeV (ti o ga pupọ ju 13 TeV ti LHC) si wiwa fun awọn patikulu wuwo. Ipele yii yoo ṣiṣẹ ni awọn ọdun 2070 ati pe yoo ṣiṣẹ titi di opin ọrundun 21st.
Ni ọjọ 6-7 Oṣu kọkanla ọdun 2025, Igbimọ CERN (pẹlu awọn aṣoju lati ọdọ Ọmọ ẹgbẹ CERN ati Awọn ipinlẹ Alabaṣepọ) ṣe atunyẹwo abajade ti Ikẹkọ Iṣeṣe fun Idabaro Collider Circular Future (FCC).
Ni iṣaaju, CERN ṣe iwadii kan lati ṣe ayẹwo iṣeeṣe ti Collider Circular Future kan (FCC) ni ifowosowopo pẹlu awọn ile-iṣẹ ni Ọmọ ẹgbẹ CERN ati Awọn ipinlẹ Alabaṣepọ ati ni ikọja. Ijabọ naa ti jade ni ọjọ 31 Oṣu Kẹta ọdun 2025 eyiti a ṣe atunyẹwo nipasẹ awọn ara abẹlẹ ti Igbimọ CERN. Ijabọ naa tun ṣe atunyẹwo nipasẹ awọn igbimọ alamọja ominira, eyiti o sọ pe FCC han ni imọ-ẹrọ ti o da lori iwe ti a gbekalẹ.
Awọn aṣoju ti Igbimọ CERN ti ṣe ayẹwo ni bayi ijabọ Iwadi Iṣeṣeṣe FCC lori 6 -7 Oṣu kọkanla 2025 ni ipade iyasọtọ ati pari pe Ikẹkọ Iṣeṣe pese ipilẹ fun awọn ikẹkọ FCC lati tẹsiwaju. Eyi jẹ igbesẹ pataki si ifọwọsi ti o ṣeeṣe ti FCC nipasẹ Igbimọ CERN ni May 2026 nigbati gbogbo awọn iṣeduro yoo gbekalẹ siwaju rẹ fun ero. Ipinnu ikẹhin lori ikole FCC nipasẹ Igbimọ CERN ni a nireti ni ayika 2028.
Collider Circular Future (FCC) jẹ ọkan ninu awọn idamọran iran ti nbọ patikulu colliders ni CERN. O nireti lati ṣaṣeyọri Large Hadron Collider (LHC), eyiti yoo de opin awọn iṣẹ rẹ ni 2041. CERN n ṣiṣẹ lọwọlọwọ lati ṣe idanimọ collider atẹle lati ṣaṣeyọri LHC eyiti o jẹ ẹṣin iṣẹ CERN lọwọlọwọ.
Ti a fun ni aṣẹ ni ọdun 2008, Large Hadron Collider (LHC) jẹ ikọlu ipin ti o ni iwọn 27-km ni iyipo ati pe o wa ni 100 m ni isalẹ ilẹ nitosi Geneva. Lọ́wọ́lọ́wọ́ báyìí, ó jẹ́ alágbára ńlá tí ó sì lágbára jù lọ lágbàáyé tí ó ń dá ìkọlù ní agbára 13 teraelectronvolts (TeV) tí ó jẹ́ agbára tí ó ga jùlọ tí ó dé nipasẹ ohun imuyara titi di isisiyi. O yara awọn hadrons si isunmọ iyara ti ina, lẹhinna kọlu wọn ni afarawe awọn ipo ti Agbaye akọkọ.
| Patiku Accelerators/Colliders ni o wa ferese si Pupọ Tete Agbaye |
| “Agbaye ti o tete tete” n tọka si ipele akọkọ ti Agbaye (awọn iṣẹju mẹta akọkọ ni kete lẹhin Big Bang) nigbati o gbona pupọ ati pe itankalẹ jẹ gaba lori agbaye patapata. Akoko Plank jẹ akoko akọkọ ti akoko itankalẹ eyiti o duro lati Big Bang si 10-43 s. Pẹlu iwọn otutu ti 1032 K, Agbaye ti gbona pupọ ni akoko yii. Awọn akoko Planck ni atẹle nipasẹ awọn Quark, Lepton, ati awọn akoko iparun; gbogbo wọn jẹ igba diẹ ṣugbọn awọn iwọn otutu ti o ga julọ eyiti o dinku diẹdiẹ bi agbaye ti n gbooro sii. Iwadi taara ti ipele akọkọ ti agbaye ko ṣee ṣe. Ohun ti o le ṣee ṣe ni lati tun awọn ipo ti yi ipele ti Agbaye ni patiku accelerators. Awọn data ti ipilẹṣẹ nipasẹ awọn ijamba ti awọn patikulu ni accelerators/colliders pese ferese aiṣe-taara si agbaye kutukutu. Colliders jẹ awọn irinṣẹ iwadii pataki pupọ ni fisiksi patiku. Iwọnyi jẹ awọn ẹrọ iyipo tabi awọn ẹrọ laini ti o mu awọn patikulu pọ si awọn iyara giga pupọ ti o sunmọ iyara ina ati gba wọn laaye lati kọlu si patiku miiran ti n bọ lati ọna idakeji tabi si ibi-afẹde kan. Awọn ijamba n ṣe awọn iwọn otutu ti o ga pupọ ni aṣẹ ti awọn aimọye ti Kelvin (bii awọn ipo ti o wa ni awọn akoko akọkọ ti akoko itankalẹ). Awọn okunagbara ti awọn patikulu ikọlu ni a ṣafikun nitorinaa agbara ikọlu ga julọ. Agbara ikọlu ti yipada si ọrọ ni irisi awọn patikulu ti o wa ni agbaye ni kutukutu gẹgẹ bi afọwọṣe agbara-pupọ. Fun apẹẹrẹ, nigbati awọn patikulu subatomic elekitironi collide pẹlu wọn egboogi-ọrọ partnerspositrons, ọrọ ati egboogi-ọrọ parun ati agbara ti wa ni tu. Awọn oriṣi ti awọn patikulu alakọbẹrẹ tuntun didi lati inu agbara ti a tu silẹ. Awọn patikulu titun le jẹ awọn Higgs bosons tabi awọn quarks oke, eyiti o jẹ awọn iru eru pupọ ti awọn bulọọki ile subatomic ti ọrọ. Boya, awọn patikulu ọrọ dudu ati awọn patikulu supersymmetric daradara, ohunkan ti o ti wa ni awari. Iru awọn ibaraenisepo laarin awọn patikulu agbara ti o ga ni awọn ipo ti o wa ni agbaye ibẹrẹ pupọ fun awọn window si bibẹẹkọ aye ti a ko le wọle si ti akoko yẹn ati itupalẹ awọn abajade ti awọn ikọlu n ṣe oye oye wa ti awọn patikulu ipilẹ ati funni ni ọna lati loye awọn ofin iṣakoso ti fisiksi. Awọn accelerators patiku ni a lo bi awọn irinṣẹ iwadii fun ikẹkọ ti agbaye ni kutukutu. Hadron colliders (paapa CERN's Large Hadron Collider LHC) ati elekitironi-positron colliders wa ni iwaju ni iṣawakiri agbaye ni kutukutu. Awọn idanwo ATLAS ati CMS ni Large Hadron Collider (LHC) ṣaṣeyọri ni iṣawari Higgs boson ni ọdun 2012. (Orisun: Patiku colliders fun iwadi ti "Gan tete Agbaye": Muon collider afihan) |
Hadron Collider Large-Luminosity (HL-LHC) ti CERN yoo ṣe alekun iṣẹ ṣiṣe ti LHC nipa jijẹ nọmba awọn ikọlu lati gba ikẹkọ awọn ilana ti a mọ ni awọn alaye nla. O ṣee ṣe lati ṣiṣẹ ni ọdun 2029.
Ibaṣepọ Circle Circular Future (FCC) ti a dabaa yoo jẹ collider iṣẹ ṣiṣe ti o ga julọ vis-a-vis Large Hydron Collider. Ti a ṣe apẹrẹ lati ṣawari aye ti titun, awọn patikulu wuwo, ti o kọja arọwọto ti Hadron Collider (LHC) ati aye ti awọn patikulu fẹẹrẹfẹ ti o ṣe ailagbara pupọ pẹlu awọn patikulu Awoṣe Standard, FCC yoo jẹ nipa 100 km ni iyipo ti o wa ni iwọn awọn mita 200 ni isalẹ ilẹ nitosi ipo kanna bi LHC. Ti o ba fọwọsi, ikole FCC le bẹrẹ ni ọdun 2030.
FCC yoo jẹ imuse ni awọn ipele meji. Ipele akọkọ, FCC-ee yoo jẹ elekitironi-positron collider fun awọn wiwọn deede. Yoo funni ni eto iwadii ọdun 15 lati ipari awọn ọdun 2040. Ni ipari ipele yii, ẹrọ keji, FCC-hh (agbara giga), yoo wa ni aṣẹ ni oju eefin kanna. Eyi ni ero lati de awọn agbara ikọlu ti 100 TeV colliding hadrons (protons) ati awọn ions eru. FCC-hh yoo ṣiṣẹ ni awọn ọdun 2070 ati pe yoo ṣiṣẹ titi di opin ọrundun 21st.
Kini idi ti FCC nilo? Ète wo ló máa ṣe?
Gbogbo agbaye ti o ṣe akiyesi pẹlu gbogbo ọrọ lasan ti baryonic ti gbogbo wa jẹ ida 4.9% nikan ti akoonu agbara ibi-aye ti agbaye. Ọrọ dudu alaihan jẹ bi 26.8% (bi o ti jẹ pe 68.3% ti o ku ninu akoonu agbara ti agbaye jẹ agbara dudu). A ko mọ kini ọrọ dudu jẹ gaan. Awoṣe Standard (SM) ti fisiksi patiku ko ni awọn patikulu ipilẹ pẹlu awọn ohun-ini ti o nilo lati jẹ ọrọ dudu. O ti wa ni ro wipe boya "supersymmetric patikulu" ti o wa ni awọn alabašepọ si awọn patikulu ni Standard awoṣe ṣe dudu ọrọ.Tabi boya o wa ni a afiwe aye ti dudu ọrọ. Awọn WIMPs (Awọn patikulu Ibaṣepọ Alailagbara), awọn axions, tabi neutrinos sterile jẹ awọn patikulu idawọle “Ni ikọja Awoṣe Standard” (BSM) ti o jẹ asiwaju awọn oludije. Sibẹsibẹ, ko si aṣeyọri sibẹsibẹ ni wiwa eyikeyi iru awọn patikulu. Ọpọlọpọ awọn ibeere ṣiṣi miiran wa (bii ọrọ-antimatter asymmetry, walẹ, agbara dudu, neutrinomass ati bẹbẹ lọ) ti Awoṣe Standard ko le dahun. Paapaa, ipa ti aaye Higgs ninu itankalẹ ti agbaye bẹrẹ ni ifọkansi lori atẹle wiwa Higgs boson ni ọdun 2012 nipasẹ awọn idanwo ATLAS ati CMS ni Large Hadron Collider (LHC).
Awọn idahun ti o ṣeeṣe si awọn ibeere ṣiṣi ti o wa loke wa ni ikọja Awoṣe Standard ti fisiksi patiku. Ẹnikan le nilo lati ṣawari aye ti titun, awọn patikulu fẹẹrẹfẹ ti o nlo alailagbara pupọ pẹlu awọn patikulu Awoṣe Standard. Eyi yoo nilo iye nla ti gbigba data ati ifamọ pupọ si awọn ifihan agbara ti iṣelọpọ iru awọn patikulu eyiti o wa labẹ ipari ti ipele akọkọ ti FCC viz., FCC-ee (iwọn pipe). O tun jẹ dandan lati ṣawari aye ti titun, awọn patikulu wuwo ti yoo nilo awọn ohun elo agbara-giga. FCC-hh (agbara giga), ipele keji ti FCC ni ero lati de awọn agbara ikọlu ti 100 TeV (eyiti o ga julọ ju 13 TeV ti LHC). Bi fun apẹrẹ ti ipele akọkọ elekitironi – positron (e + e-) collider, apẹrẹ ipin ti jẹ ayanfẹ (vis-a-vis linear) nitori apẹrẹ ipin jẹ ki imole ti o ga julọ, to awọn adanwo mẹrin ati pe o funni ni amayederun fun ipele keji ti o tẹle agbara hadron collider.
***
To jo:
- CERN. Itusilẹ atẹjade – Igbimọ CERN ṣe atunyẹwo iwadii iṣeeṣe fun ikọlu-iran ti nbọ. 10 Kọkànlá Oṣù 2025. Wa ni https://home.cern/news/press-release/accelerators/cern-council-reviews-feasibility-study-next-generation-collider
- CERN. Itusilẹ atẹjade - CERN ṣe ifilọlẹ ijabọ lori iṣeeṣe ti Collider Circle Circle ti o ṣeeṣe ti ọjọ iwaju. 31 Oṣù 2025. Wa ni https://home.cern/news/news/accelerators/cern-releases-report-feasibility-possible-future-circular-collider
- Ikẹkọ Iṣeeṣe fun Collider Circle Circular Future ti pari ni bayi https://home.cern/science/cern/fcc-study-media-kit
- Collider Yika ojo iwaju https://home.cern/science/accelerators/future-circular-collider
- FCC: ọran fisiksi. Oṣu Kẹta Ọjọ 27, Ọdun 2024. https://cerncourier.com/a/fcc-the-physics-case/
***
Awọn nkan ti o ni ibatan:
- Patiku colliders fun iwadi ti "Gan tete Agbaye": Muon collider afihan (31 Oṣu Kẹwa 2024)
- CERN ṣe ayẹyẹ ọdun 70 ti Irin-ajo Imọ-jinlẹ ni Fisiksi (2 Kínní 2024)
- Kini a ṣe nikẹhin? Kini Awọn bulọọki Ipilẹ Pataki ti Agbaye? (Oṣu kọkanla 8, ọdun 2021)
***
Diẹ ninu awọn fidio ẹkọ lori FCC:
***
 that the Standard Model cannot address, one may need to look beyond the Standard Model of particle physics and explore the possible existence of new, lighter particles that interact very weakly with Standard Model particles, as well as explore the existence of new, heavier particles beyond the reach of existing LHC facility. The proposed Future Circular Collider (FCC) would make it possible to search for the existence of such fundamental particles beyond the Standard Model.){kind=link}