De Future Circular Collider (FCC) van CERN zou het mogelijk kunnen maken om donkere materie te bestuderen

De Europese Raad voor Nucleair Onderzoek (CERN) heeft plannen onthuld voor de Future Circular Collider (FCC), een gigantische deeltjesversneller die de LHC qua omvang en kracht ver zal overtreffen. De 90,7 kilometer lange cirkelvormige tunnel zal worden begraven onder het Frans-Zwitserse landschap en zal tot 100 tera-elektronvolt (TeV) aan energie opwekken. Onderzoekers geloven dat de kracht ervan het eindelijk mogelijk zal maken om de geheimen van donkere materie en donkere energie te ontdekken.

Op maandag 5 februari onthulden de directeuren van CERN de eerste resultaten van een haalbaarheidsstudie van de Federal Communications Commission (FCC). Deze eerste fase, die in 2021 begon, zal naar verwachting doorgaan tot 2025. Het onderzoek omvat een wetenschappelijke component waarbij veel technische overwegingen betrokken zijn, waarbij ingenieurs van over de hele wereld betrokken zijn. Ook administratieve en financiële aspecten gerelateerd aan de regionale haalbaarheid van infrastructuur kwamen in het onderzoek aan bod.

In feite moeten er veel aspecten in overweging worden genomen voordat een dergelijke grootschalige infrastructuur wordt geïnstalleerd. Om maximale efficiëntie te bereiken moet de ondergrondse tunnel geologisch complexe gebieden vermijden terwijl hij aansluit op de Large Hadron Collider (LHC). Hun locatie, evenals de locatie van de oppervlaktecontrolecentra, moet voldoen aan de sociale en ecologische eisen die door elke regio en gemeenschap worden opgelegd.

Gigantisch project

Na verschillende planningsfasen is CERN van plan de FCC te installeren onder de Franse departementen Haute-Savoie en Ain en het Zwitserse kanton Genève. Met een omtrek van 90,7 kilometer wordt hij drie keer groter dan de Large Hadron Collider (LHC). Het wordt gebouwd op een diepte van 200 meter, waarvan een klein deel onder het Meer van Genève ligt. Er zullen langs de tunnel acht oppervlaktecontrolecentra worden verspreid, op verschillende Franse en Zwitserse locaties.

Net als de LHC zal de FCC onder Frans-Zwitserse jurisdictie opereren, maar de constructie ervan moet worden goedgekeurd door de lidstaten van de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek (CERN). Na afronding van de haalbaarheidsstudie komen de lidstaten in 2028 bijeen om het te ratificeren. Als het project groen licht krijgt, start de bouw medio 2030.

De FCC-tunnel zal twee botslichamen bevatten en de bouw zal in fasen worden uitgevoerd. De eerste betreft de Electron-Positron Collider (FCC-ee). Volgens projectmanagers zou het in 2045 operationeel kunnen zijn. De tweede bouwfase betreft de protonenversneller (FCC-hh), parallel aan de FCC-ee. Dit onderdeel zal volgens CERN pas in 2070 operationeel zijn.

De organisatie wilde de toekomstige botsing ook duurzamer maken, door minder energieverbruikende technologieën te ontwikkelen en in elke fase van de bouw een circulaire economie te creëren. Hierbij moet echter worden opgemerkt dat ambtenaren niet precies hebben aangegeven waaruit dit precies bestaat en dat we geen toegang hebben gehad tot het volledige ontwerprapport.

Over het geheel genomen is dit een enorm project; alleen al de eerste bouwfase zal naar schatting zo'n 17 miljard dollar kosten. Hoewel de LHC, met een omtrek van 27 kilometer, momenteel de grootste en krachtigste deeltjesversneller ter wereld is, zou de FCC hem ruimschoots overtreffen, waardoor hij bijna belachelijk wordt. Als de eerste in staat is om tot 13 TeV aan energie op te wekken, zal de tweede tot 100 TeV kunnen opwekken, een enorme kracht die een echte zegen zou kunnen zijn voor wetenschappers.

Zie ook

” De toekomst van de hoge-energiefysica in de 21e eeuw^H De eeuw hangt af van het ontwerpen en bouwen van botsers die de energie- en dichtheidsgrenzen een orde van grootte boven de huidige waarden kunnen verleggen “, kondigde CERN aan in een Ik heb gerapporteerd. Studiemogelijkheden zijn talrijk en kunnen zich uitstrekken tot donkere materie en donkere energie. Volgens de Raad evalueren momenteel ruim 150 universiteiten, onderzoeksinstituten en industriële partners over de hele wereld de mogelijkheden van nieuwe detectiefaciliteiten.

Nieuwe hoop voor het detecteren van donkere materie en energie

De ontdekking van het Higgs-deeltje met behulp van de Large Hadron Collider (LHC) heeft aanzienlijk bijgedragen aan de voltooiing van het standaardmodel van de deeltjesfysica. Dit heeft ons begrip van de cyclus van materie en energie in het universum verbeterd. Dit model vereist echter nog steeds aanzienlijke aanpassingen, vooral met betrekking tot donkere materie en energie.

Ze vormen de overgrote meerderheid van het universum en blijven vandaag de dag ongrijpbaar, omdat ze geen interactie hebben met licht. De enige manier waarop natuurkundigen het bestaan ​​ervan kunnen ontdekken, is door de interactie ervan met massieve objecten en het effect ervan op baryonische materie en de uitdijing van het universum te monitoren. Ondanks tientallen jaren onderzoek dat eraan is gewijd, zijn onderzoekers er nooit in geslaagd het te observeren en de ware aard ervan vast te stellen. De Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek (CERN) hoopt dat de FCC voldoende energie zal opwekken om botsingen met hoge energie uit te voeren waardoor deze uiteindelijk ontdekt kan worden.