Ο Τεράστιος Καταστροφέας Σωματιδίων Επόμενης Γενιάς προτείνεται να κυνηγήσει το Σκοτεινό Σύμπαν

Στις αρχές Φεβρουαρίου, το περιορισμένο συμβούλιο του CERN πραγματοποίησε ειδική συνεδρίαση για να συζητήσει ένα σημαντικό θέμα στο μέλλον: τον επόμενο επιταχυντή σωματιδίων που πρόκειται να κατασκευάσουν. Το CERN φιλοξενεί τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), την πιο περίπλοκη μεμονωμένη μηχανή στον κόσμο. Ο προτεινόμενος σχεδιασμός για τη νέας γενιάς διεθνούς συνεργασίας θρυμματιστή σωματιδίων είναι ο Future Circular Collider (FCC) και είναι τρεις φορές το μήκος του LHC.

Το LHC είναι ένα εξαιρετικό όργανο. Έχει έναν δακτύλιο 27 χιλιομέτρων (16,77 μίλια) από υπεραγώγιμους μαγνήτες βαθιά κάτω από τη Γενεύη, στα σύνορα μεταξύ Γαλλίας και Ελβετίας. Ο LHC λειτουργεί χάρη στους υπεραγώγιμους μαγνήτες που διατηρούνται ακριβώς πάνω από το απόλυτο μηδέν γύρω από τους δύο γιγάντιους σωλήνες του που διατηρούνται σε εξαιρετικά υψηλό κενό. Είναι πιο κρύο και πιο άδειο εκεί μέσα παρά στο διαστρικό διάστημα.

Μέσα από τους σωλήνες, δέσμες πρωτονίων (ή μερικές φορές βαριά ιόντα) ταξιδεύουν με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός, και αναγκάζονται να συγκρουστούν μέσα σε ένα από τα τέσσερα πειράματα. Οι συγκρούσεις δημιουργούν συνθήκες που το σύμπαν δεν έχει δει από τότε λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, και δημιουργείται ένα ολόκληρο μάτσο από ενδιαφέροντα σωματίδια. Κορυφαίο επίτευγμα ήταν η ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς, του σωματιδίου που (απλοϊκά) δίνει μάζα σε όλα τα άλλα.

Ωστόσο, ο LHC είναι περιορισμένος. Υπάρχουν ενέργειες που δεν μπορούν να επιτευχθούν με μια τέτοια μηχανή – και για αυτόν τον λόγο, οι ερευνητές έχουν σκεφτεί ποιο θα μπορούσε να είναι το επόμενο βήμα. Πριν από μερικά χρόνια, το CERN άρχισε να ερευνά την πρόταση για τον επόμενο επιταχυντή σωματιδίων και ο σχεδιασμός που ολοκληρώθηκε μετά από διαβουλεύσεις μεταξύ φυσικών σωματιδίων σε όλη την Ευρώπη και παγκοσμίως είναι μια ακόμη μεγαλύτερη κυκλική μηχανή: ο Μελλοντικός Κυκλικός Επιταχυντής.

Ο προτεινόμενος επιταχυντής θα είναι τρεις φορές μεγαλύτερος από τον LHC στα 90 χιλιόμετρα (56 μίλια) και θα κατασκευαστεί διπλάσιο βάθος. Εάν εγκριθεί, θα αρχίσει να κατασκευάζεται στις αρχές της δεκαετίας του 2030, θα αρχίσει να συνθλίβει ηλεκτρόνια στη δεκαετία του 2040 και θα προχωρήσει στη συντριβή πρωτονίων στη δεκαετία του 2070.

Ο στόχος θα ήταν να εξερευνηθούν οι ενέργειες όπου θα μπορούσαν να βρεθούν άμεσες ενδείξεις σκοτεινής ύλης και σκοτεινής ενέργειας. Αυτές οι ενέργειες είναι απλώς πέρα ​​από τον LHC – τα πρωτόνια στις δέσμες του δεν μπορούν να ωθηθούν πέρα ​​από ένα ορισμένο όριο. Για να προχωρήσουμε πέρα ​​από αυτό, μια προσέγγιση είναι η κατασκευή ενός πολύ μεγαλύτερου ανιχνευτή. Αυτό είναι όλο για μια τιμή 15 δισεκατομμυρίων ελβετικών φράγκων, ή περίπου 17,2 δισεκατομμυρίων δολαρίων.

Ωστόσο, το προτεινόμενο σχέδιο δεν είναι χωρίς επικριτές. Το έργο ονομάστηκε στοίχημα επειδή δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι θα επιτύχει στην παροχή αποδεικτικών στοιχείων για τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια, κάτι που ο LHC δεν έχει ακόμη. Το ίδιο θα μπορούσε να είχε υποστηριχθεί για τον LHC και την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs.

Φυσικά, η ανακάλυψη αυτού του σωματιδίου δεν είναι η μόνη επιτυχία του LHC. Στα πρώτα 10 χρόνια λειτουργίας του, δημοσιεύτηκαν σχεδόν 3.000 επιστημονικές εργασίες από τα πειράματά του – ένα τεράστιο αντίκτυπο στην κατανόησή μας για τη σωματιδιακή φυσική.

Ορισμένοι επιστήμονες, υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής και μέσα ενημέρωσης έχουν επίσης χαρακτηρίσει το κόστος των προτεινόμενων εγκαταστάσεων ως σπατάλη χρημάτων, αντί να το θεωρούν ως επένδυση στις οικοδομικές και μεταποιητικές βιομηχανίες σε όλες τις χώρες που αποτελούν μέρος του CERN. Το CERN είναι επίσης η γενέτειρα του World Wide Web, επομένως το διαβάζετε μόνο χάρη σε μια επένδυση στον οργανισμό.

Μια άλλη κριτική είναι ότι τα χρήματα πρέπει να δαπανηθούν σε περιβαλλοντικά έργα για τον μετριασμό της κλιματικής κρίσης. Πέρα από την εσφαλμένη υπόθεση ότι τα δύο είναι αμοιβαία αποκλειόμενα, η Ευρωπαϊκή Ένωση –η οποία περιλαμβάνει πολλά μέλη του CERN– στην πραγματικότητα ξόδεψε σχεδόν 100 φορές περισσότερο από το κόστος του προτεινόμενου σχεδίου για τις επιδοτήσεις ορυκτών καυσίμων το 2022.

Τελικά, η απόφαση για το εάν το έργο είναι αυτό που χρειάζεται το CERN εξαρτάται από τις χώρες που πληρώνουν για τη συμμετοχή στο CERN. Μια μελέτη για τη σκοπιμότητα του FCC θα ολοκληρωθεί το επόμενο έτος. Το 2026, η Ευρωπαϊκή Στρατηγική για τη Φυσική των Σωματιδίων θα ενημερωθεί, γεγονός που ενδέχεται να επηρεάσει τα σχέδια. Εάν τα σχέδια είναι σωστά, το FCC θα μπορούσε να εγκριθεί το 2028 και θα μπορούσε να ξεκινήσει μια νέα γενιά σωματιδιακής φυσικής.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *