CERNは、はるかに大きなパーティクルコライダーの構築を計画しています。ずっと、ずっと、大きい。

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欧州核研究機関であるCERNは、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）を小型化する粒子衝突型加速器を構築したいと考えています。 LHCは重要な発見をしました、そして、その力への計画されたアップグレードはそれが将来まで物理学の問題に取り組み続けることを確実にします。しかし、最終的には、物理学の秘密を解明するだけでは不十分です。最終的には、もっと大きくて強力なものが必要になります。

フューチャーサーキュラーコライダー（FCC）を入力してください。FCCは、LHCを1桁超えます。 1月15日に、FCCのコラボレーションは、CERNのフューチャーサーキュラーコライダーのオプションを示すコンセプトデザインレポート（CDR）をリリースしました。

FCCはCERNの将来のロードマップの一部です。 2014年、CERNはLHC後の生活に備えてFCCの概念の研究を開始しました。 LHCはすぐにはどこにも行かず、実際には現在アップグレードされています。しかし、それができることには限界があり、それがどれほど強力になるかには限界があります。最終的には後継者が必要になります。

「FCCは、前例のないエネルギーと強度で電子-陽電子、陽子-陽子、およびイオン-イオンの衝突を提供します…」
CERNプレスリリース、2019年1月15日。

現在、このレポートは戦略とプロセスに関するものです。 CERNのプレスリリースによると、ヨーロッパは「次の戦略の更新までにCERNで野心的なポストLHC加速器プロジェクトを提案する立場にある」べきです。また、「FCCは、電子-陽子、電子-イオンの衝突の可能性を伴う、前例のないエネルギーと強度での電子-陽電子、陽子-陽子、およびイオン-イオンの衝突を提供します。」

「FCCの概念設計レポートは驚くべき成果です。これは、FCCが基礎物理学の知識を向上させ、社会に幅広い影響を与える多くの技術を進歩させる大きな可能性を示しています。「FCCは、新たな困難な課題を提示する一方で、半世紀以上にわたって開発されてきたCERNの専門知識、加速器複合体およびインフラストラクチャから大きな恩恵を受けるでしょう。」

発表はLHCでのヒッグスボソンの発見に焦点を当てています。それは驚くべき発見であり、理論によって長い間予測されていたものです。しかし、ヒッグスボソンについてまだ知らないことがたくさんあります。それを理解するには、LHCよりも強力なパーティクルコライダーが必要になります。物理学者は、ヒッグスボソンが物理学にまったく新しい扉を開く可能性があると考えていますが、その扉を開くには、より強力なパーティクルコライダーが必要です。

FCC陽子衝突型加速器は新世代の超伝導磁石を使用し、物理学を研究する多くの新しい機会を提供します。 100 TeV以上のエネルギーで動作するように設計されているため、非常に正確に相互作用するヒッグス粒子を研究できます。

新しいパーティクルコライダーはまた、ダークマターを調査し、反物質よりも物質の有病率を理解し、ニュートリノの質量を説明するために、その力を使用します。

新しい巨大粒子を見つけることもでき、宇宙の歴史における電弱対称性の破れの役割を徹底的に探ることができます。 FCCはまた重イオンを衝突させ、初期宇宙の物質の状態を研究するための豊富な重イオン物理プログラムを維持します。

建設されれば、FCCはLHC、ジュネーブ盆地と同じ場所にあります。新しいパーティクルコライダーの直径は80〜100 km（50〜62マイル）です。

「FCCの最終的な目標は、100キロメートルのエネルギーを持つ100キロメートルの超伝導陽子加速器リングを提供することです。これは、LHCよりも桁違いに強力であることを意味します。「FCCのタイムラインは、LEPがLHCに先行するように、電子陽電子マシンから始まると予測しています。これにより、21世紀を通じて、素晴しいプログラムが素粒子物理学コミュニティに利益をもたらすことができます。」

「プロトンコライダーは、何世代にもわたって新しい物理学を最小の規模で冒険するための選択の道具でした。大型の陽子衝突型加速器は、この探査に飛躍をもたらし、物理プログラムをLHCおよび可能な電子陽電子衝突型加速器によって提供される結果を超えて決定的に拡大します。」 CERN Research and Computingディレクター、Eckhard Elsen氏は語った。

新しいパーティクルコライダーは大規模なエンジニアリングプロジェクトになるでしょう。予測されるコストは、100 kmのトンネルで90億ユーロの範囲です。すべてが計画どおりに進んだ場合、高輝度LHCの終わりに、2040年に物理プログラムが開始されます。当初、粒子衝突型加速器は電子陽電子衝突型加速器として動作し、15〜20年間物理コミュニティにサービスを提供していました。その後、同じトンネルを使用して、2050年代後半に超伝導陽子機械に変わります。それにはさらに150億ユーロの費用がかかります。