Nahradí legendárny LHC
Európska organizácia pre jadrový výskum urobila ďalší zásadný krok k projektu, ktorý môže úplne predefinovať hranice modernej fyziky. Rada CERNu totiž dala súhlas na pokračovanie príprav ambiciózneho komplexu s názvom Future Circular Collider. Ak ho členské štáty definitívne odklepnú v roku 2028, v prvej polovici štyridsiatych rokov začne v podzemí pod Ženevou rásť zariadenie, aké svet ešte nevidel, píše CERN.
Pripravovaný komplex FCC má prevziať úlohu Veľkého hadrónového urýchľovača (LHC). Predbežné štúdie rátajú s obrovským podzemným okruhom dlhým približne deväťdesiatjeden kilometrov. Priemerná hĺbka okolo dvesto metrov poskytne dostatočný geologický štít a povrch bude so zariadením prepojený ôsmimi laboratóriami.
Rozmerovo pôjde o objekt približne trikrát väčší ako dnešný LHC. V druhej polovici tohto storočia môže poskytnúť úplne nový pohľad na fyzikálne javy, ktoré dnes chápeme len pomerne povrchovo – napríklad Higgsov bozón či dokonca temnú hmotu.
Projekt je rozdelený na dve veľké etapy. V prvej by mal vzniknúť urýchľovač FCC-ee, ktorý bude pracovať s elektrónmi a pozitrónmi. Sústava magnetov dokáže tieto častice urýchliť na energie od osemdesiat do štyristo miliard elektrónvoltov. Výhodou takéhoto stroja nie je iba sila lúčov, ale najmä extrémna presnosť meraní. Elektrón pozitronové zrážky produkujú omnoho čistejšie experimentálne prostredie ako kolízie protónov, ktoré pozostávajú z desiatok kvarkov a gluónov. Práve preto sa očakáva, že FCC-ee posunie výskum Higgsovho bosónu na úplne novú úroveň.
Obrovská medzinárodná spolupráca
Druhá fáza počíta s masívnym preladením celého okruhu na zrážky protónov. Vznikne urýchľovač FCC-hh, ktorý má podľa plánov dosahovať energie okolo sto teraelektrónvoltov. To je takmer sedemkrát viac než maximálny výkon dnešného LHC. Takáto úroveň energie umožní skúmať interakcie, ktoré sú dnes mimo akýchkoľvek experimentálnych možností. Teoretici dúfajú, že by mohla odkryť nové častice, vysvetliť povahu temnej hmoty alebo ukázať, kde sa štandardný model láme.
Zostrojenie takéhoto ohromnen výkonného zariadenia si vyžiada technológie, ktoré dnes neexistujú. Najväčšou výzvou je vývoj novej generácie supravodivých elektromagnetov s extrémne vysokým magnetickým poľom. Bude potrebné vyvinúť nové typy materiálov, chladiacich systémov aj presných detektorov. Rovnakým procesom si kedysi prešiel aj LHC, ktorého príprava sa začala v osemdesiatych rokoch a naplno sa rozbehol o celé desaťročia neskôr.
Finančné odhady zatiaľ hovoria o výstavbe v hodnote približne pätnásť miliárd eur. Ide však len o orientačnú sumu. Skutočné náklady môžu byť vyššie vzhľadom na dĺžku výstavby, rast cien aj technologické riziká. Počíta sa s tým, že výstavba prvej fázy potrvá okolo dvanásť rokov a konečné rozhodnutie musí padnúť ešte v tejto dekáde, aby najbližšia generácia vedcov mohla so zariadením pracovať už v štyridsiatych rokoch.
Na projekte sa podieľajú desiatky krajín a stovky organizácií z celého sveta. Samotný CERN má dvadsaťpäť plnoprávnych členov vrátane Slovenska a Česka. Na vývoji FCC však pracujú aj Spojené štáty, Japonsko a Južná Kórea. Ide o globálne úsilie, ktoré presahuje rámec konvenčnej stavby. Mnohé komponenty sú úplne unikátne a navrhujú sa od základov. Keď sa však tento projekt podarí dotiahnuť, ľudstvo získa nástroj, ktorý môže zodpovedať otázky, na ktoré dnešná veda nepozná ani len hypotézu.
