CERN: Σχέδιο για μεγαλύτερο επιταχυντή μετά το 2040

Θα έχει τετραπλάσιο μήκος και θα είναι 10 φορές πιο ισχυρός - Σε αναζήτηση νέων υποατομικών σωματιδίων

Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικών Ερευνών (CERN), έδωσε σήμερα, από τη Γενεύη, στη δημοσιότητα, το σχέδιο του για τη δημιουργία ενός μεγαλύτερου κυκλικού επιταχυντή, ο οποίος θα αποτελέσει το διάδοχο του τωρινού Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC).

Ο προτεινόμενος επιταχυντής -με το προσωρινό όνομα Future Circular Collider (FCC)- θα έχει σχεδόν τετραπλάσιο μήκος (100 χιλιομέτρων) σε σχέση με τον LHC και θα είναι σχεδόν δέκα φορές πιο ισχυρός, φθάνοντας σε ενέργεια ως 100 TeV, έτσι ώστε να είναι σε θέση να αναζητήσει νέα υποατομικά σωματίδια.

Το κόστος του εκτιμάται σε περίπου 24 δισεκατομμύρια ευρώ, ποσό καθόλου ευκαταφρόνητο, αν και θεωρείται ότι θα καταβληθεί σιγά-σιγά από πολλές χώρες σε διάστημα αρκετών ετών (ίσως άνω των 20).

Δεν λείπουν οι επικριτές που υποστηρίζουν ότι ίσως είναι σπατάλη η κατασκευή ενός νέου ισχυρότερου επιταχυντή, όταν τα χρήματα θα μπορούσαν να δαπανηθούν σε κάτι πιο άμεσα χρήσιμο, όπως η μάχη κατά της κλιματικής αλλαγής ή για νέες βιοϊατρικές ανακαλύψεις.

Όμως η διευθύντρια του CERN Ιταλίδα φυσικός Φαμπιόλα Τζιανότι επέμεινε ότι ο FCC «θα έχει ένα τρομακτικό δυναμικό να βελτιώσει τις γνώσεις μας για τη θεμελιώδη φυσική και να προωθήσει πολλές τεχνολογίες με ευρείες επιπτώσεις στην κοινωνία».

Το σχέδιο του CERN -ένα ογκώδες κείμενο τεσσάρων τόμων που χρειάστηκε πέντε χρόνια για να ετοιμασθεί- θα εξετασθεί από μια διεθνή επιτροπή φυσικών, μαζί την εναλλακτική πρόταση για τη δημιουργία ενός γραμμικού επιταχυντή (CLIC), στο πλαίσιο της νέας Ευρωπαϊκής Στρατηγικής για τη Σωματιδιακή Φυσική, που θα παρουσιασθεί το 2020.

Σύμφωνα με την πρόταση, αρχικά θα δημιουργηθεί ένας κυκλικό τούνελ με μήκος 100 χιλιομέτρων, στο εσωτερικό του οποίου θα γίνονται συγκρούσεις ηλεκτρονίων με ποζιτρόνια (θετικά φορτισμένα ηλεκτρόνια). Το κόστος για αυτή την πρώτη φάση αναμένεται να φθάσει τα 9 δισ. ευρώ, ενώ ο επιταχυντής θα αρχίσει να λειτουργεί γύρω στο 2040 και θα διαρκέσει 15 έως 20 χρόνια.

Στη συνέχεια, στο ίδιο τούνελ θα κατασκευασθεί ένας ισχυρότερος επιταχυντής όπου θα γίνονται συγκρούσεις πρωτονίων και βαρέων ιόντων με ισχύ δεκαπλάσια της σημερινής. Το κόστος προϋπολογίζεται σε 15 δισ. ευρώ και η έναρξη λειτουργίας του προς το τέλος της δεκαετίας του 2050.

Η ελπίδα των επιστημόνων είναι ότι χάρη στον FCC θα ανοίξει ο δρόμος για ανακαλύψεις μιας νέας φυσικής πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model).

Το θεωρητικό αυτό πλαίσιο, που περιλαμβάνει 17 σωματίδια, εξηγεί τη συμπεριφορά της ύλης και των δυνάμεων, αλλά στο σύμπαν υπάρχουν περισσότερα πράγματα να εξηγηθούν, όπως η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια.

Πολλοί φυσικοί θεωρούν ότι μένουν και άλλα βασικά σωματίδια για να ανακαλυφθούν, ενώ μεγάλο ζητούμενο είναι επίσης το «πάντρεμα» της βαρύτητας (γενικής σχετικότητας) με την κβαντομηχανική.

Μέχρι σήμερα ο επιταχυντής του CERN έχει αποτύχει να βρει σωματίδια πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο, αλλά ούτε κανείς μπορεί να εγγυηθεί ότι αυτό θα το πετύχει ο μελλοντικός FCC (αν όντως κατασκευασθεί).