Colisionador circular del futuro

Future Circular Collider (FCC [1] ) (“Future Circular Collider” [2] ) es un proyecto internacional para crear un futuro colisionador basado en el centro científico CERN después del final del programa Large Hadron Collider . El lanzamiento de la FCC no se espera antes de 2040.

El costo del plan de desarrollo se estima en US $ 21 mil millones [3] .

Historia

Tras el descubrimiento del bosón de Higgs con una masa de 125 GeV en el LHC, surgió el interés por la construcción de una instalación para el estudio detallado de sus propiedades, la denominada. Fábricas de Higgs. Dado que la masa de la partícula resultó ser relativamente pequeña, el colisionador anillo electrón-positrón es la opción preferida, ya que ya existe experiencia en operar LEP con energías de hasta 106 GeV en el haz, y en otras "fábricas" ( KEKB , PEP-II , DAFNE ) con métodos de menor energía para obtener una luminosidad ultraalta. Una versión alternativa de la fábrica de Higgs puede ser un colisionador lineal, para el cual existen proyectos desarrollados ( ILC , CLIC ), pero no hay experiencia en implementación práctica, y en términos de luminosidad en la región hasta 200 GeV, los colisionadores de anillos son superiores a los lineales.

La desventaja de las máquinas electrónicas de anillo de alta energía son las enormes pérdidas por radiación. Las pérdidas solo se pueden reducir aumentando el radio de curvatura de los imanes dipolares , es decir, aumentando el perímetro de almacenamiento . Las estimaciones preliminares mostraron que la ubicación del anillo de 125 GeV en el túnel existente (proyecto LEP3) genera pérdidas de energía inaceptables. Como resultado, hubo un proyecto de anillo en el nuevo túnel, 50-80 km (proyecto TLEP). Para saturar el programa físico del futuro colisionador, se propone aumentar su energía a 175 GeV, lo que permitirá la producción de pares de quarks top , y el perímetro a 100 km. Por analogía con la operación exitosa a largo plazo del LEP-LHC, después del colisionador electrón-positrón en el mismo túnel, se planea construir un colisionador de hadrones para energías de hasta 100 TeV usando el LHC como inyector.

En febrero de 2014, el CERN lanzó el proyecto FCC [4] para estudiar la posibilidad de construir futuros colisionadores de leptones, hadrones y electrones-iones FCC-ee, FCC-hh, FCC-eh. El objetivo es publicar un Informe de diseño conceptual (CDR) para el complejo de acelerador y detector a mediados de 2018. Varias decenas de organizaciones científicas de todo el mundo participan en el proyecto, incluidos 4 centros rusos: JINR , MEPhI , SINP MGU , BINP SB RAS .

En diciembre de 2015, se supo que, para un mayor desarrollo, el proyecto del Instituto de Física Nuclear que lleva el nombre de A.I. G. I. Budker . [5]

En junio de 2020, el Consejo del CERN aprobó [6] la Estrategia Europea para la Física de Partículas 2020 . La estrategia [7] proclama la construcción del colisionador electrón-positrón de la fábrica de Higgs como una alta prioridad, y la siguiente prioridad es el colisionador protón-protón con la mayor energía posible. El documento recomienda que Europa, en cooperación internacional, desarrolle un proyecto de colisionador protón-protón de 100 TeV, con la construcción de un colisionador electrón-positrón como primera etapa.

Descripción

El colisionador con un perímetro de 100 km se ubicará en un túnel entre los Prealpes y el Jura , cubriendo el macizo de Salev.

El rango de energía de FCC-ee es de 45 GeV a 175 GeV, lo que permitirá estudiar en detalle las propiedades de Z- , W- , bosones de Higgs y t-quarks . La luminosidad, dependiendo de la energía, será de 8×10 36 cm −2 s −1 a 7 × 10 34 cm −2 s −1 [8] .

La energía FCC-hh puede alcanzar los 100 TeV si se domina de forma fiable la fabricación de imanes con un campo de 20 T, lo que requiere el uso generalizado de cables HTSC . Se espera que la luminosidad sea de 5×10 34 cm −2 s −1 . El objetivo principal de esta configuración es buscar fenómenos físicos en el campo de las nuevas energías más allá del Modelo Estándar .

Véase también

Notas

  1. ↑ ¿Hay vida después del LHC? Los europeos invaden los cimientos del mundo físico Heredero del LHC . Consultado el 10 de septiembre de 2018. Archivado desde el original el 10 de septiembre de 2018.
  2. ↑ Nueva perspectiva del CERN: Colisionador de nuevo, pero muy grande . Consultado el 17 de octubre de 2017. Archivado desde el original el 17 de octubre de 2017.
  3. ↑ Muy grande. Cuál será el nuevo colisionador . Consultado el 16 de enero de 2019. Archivado desde el original el 16 de enero de 2019.
  4. ↑ El estudio del Futuro Colisionador Circular Archivado el 27 de septiembre de 2017 en Wayback Machine , CERN Courier, 28 de marzo de 2014.
  5. ↑ El supercolisionador del CERN se construirá según el proyecto de los físicos de Novosibirsk Copia de archivo del 29 de diciembre de 2015 en Wayback Machine , RBC, 26/12/2015.
  6. ↑ Los físicos de partículas actualizan la estrategia para el futuro del campo en Europa . Consultado el 24 de junio de 2020. Archivado desde el original el 25 de junio de 2020.
  7. ↑ Actualización 2020 de la Estrategia Europea para la Física de Partículas . Consultado el 24 de junio de 2020. Archivado desde el original el 21 de junio de 2020.
  8. ↑ FCC-ee: Parámetros de la máquina (enlace descendente) . Consultado el 26 de septiembre de 2015. Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2015. 

Enlaces