未来的圆形对撞机。 (欧洲核子研究中心)
我最喜欢的科学和工程事实之一是,一条地下河被冻结,以便建造大型强子对撞机(LHC)!
完成后,它帮助完成了众所周知的拼图是最后一块,。但这仅止于此,在结合引力和量子物理方面还没有其他令人兴奋的飞跃。
目前正在计划建造一座新的对撞机,其长度是大型强子对撞机的三倍,并且能够以更多的能量将粒子粉碎在一起。
在过去的几十年里,粒子对撞机已成为从根本上解开宇宙奥秘的关键工具。大型强子对撞机 (LHC) 改变了游戏规则,其周长达到惊人的 27 公里(17 英里),成为世界上最强大的对撞机。
现在计划增加碰撞次数,以尝试提高其对理解宇宙的输入,但即使有了这个“高光度”阶段,欧洲核子研究中心(欧洲核研究委员会)仍希望更进一步,建造一台新的对撞机!
如果像大型强子对撞机这样的对撞机要在未来几年在高能物理学中发挥作用,那么能量阈值就需要超越当前的能力。未来圆形对撞机 (FCC) 研究调查了各种对撞机设计,设想在 100 公里的地下隧道内建立一个研究基础设施。这个雄心勃勃的项目有望将高能研究带入下个世纪的物理计划。
然而,新隧道的设计和工程面临着许多挑战;它必须避开地质有趣的区域,优化未来对撞机的效率,允许与大型强子对撞机连接,并遵守地面建筑物和基础设施的社会和环境影响。
选择“放置位置”似乎是一个相当大的挑战,因此欧洲核子研究组织正在考虑一系列布局选项,以避免对该地区产生影响。
在 FCC 隧道内(看起来它将被放置在位于法国上萨瓦省和艾因以及瑞士日内瓦下方的环形地下隧道下方)将有两台对撞机按顺序协同工作。
第一阶段计划于 2040 年代中期左右启动,包括一台正负电子对撞机 (FCC-ee)。人们希望它能够提供无与伦比的精确测量,并揭示超越标准模型的物理现象。紧随其后的是质子-质子对撞机(FCC-hh),其能量能力将超过大型强子对撞机八倍!
FCC 将把粒子碰撞的能量提升到 100 TeV,以期揭示新的物理领域,这是一个令人兴奋的前景。然而,为了实现这一目标,需要新的技术进步,为此,来自世界各地的 150 多所大学正在探索这些选择。