Когда в 2012 году швейцарский Большой адронный коллайдер (LHC) помог ученым обнаружить бозон Хиггса, это открытие кардинально изменило способ интерпретации исследователями Стандартной модели физики элементарных частиц. Лишь такая установка как LHC диаметром 27 км могла достичь мощности, необходимых для такого эксперимента, требовавшего ускорения протонных пучков почти до скорости света, а затем столкновения их друг с другом. Но возможностей LHC недостаточно. Если ученые хотят узнать больше о двух наиболее неосязаемых компонентах физики — темной материи и темной энергии — им понадобится ускоритель, в разы больше и мощнее LHC.
Впервые предложенный Европейской организацией ядерных исследований (CERN) в 2019 году ускоритель частиц Будущий кольцевой коллайдер (Future Circular Collider, FCC) будет более чем втрое больше LHC и будет находиться под землей на глубине 200 метров. Его гигантский размер позволит суперколлайдеру разбивать частицы с беспрецедентной силой без ущерба для стабильности или окружающей среды.
Согласно новым предложениям, первоначальные расходы FCC на строительство составляют более 15 миллиардов долларов, которые поступят от стран-членов CERN. Такой огромный ценник трудно оправдать, даже если его потенциальные научные преимущества огромны. Строительство LHC обошлось в 4,7 миллиарда долларов.
Но FCC может стать нашим величайшим шансом выявить темную материю и темную энергию, два скользких и даже противоречивых неизвестных фактора, которые, как полагают, составляют 95% Вселенной.
Больше знаний о них может оказать огромное влияние на все, от наших космологических моделей и галактической шкалы времени до нашего понимания фундаментальной физики. Начало работы FCC также помогло бы ученым сформировать план преемственности, когда LHC в конце концов уйдет на пенсию.
В случае одобрения подземный тоннель FCC огибает Женеву, проходя через территорию Франции и под Женевским озером. Восемь лабораторий, одна во Франции и семь в Швейцарии, получат данные.
Строительство суперколлайдера будет проходить в два этапа. Первый, ответственный за столкновение электронов в поисках большего количества частиц Хиггса, позволит начать операции в середине 2040-х годов. Второй будет использовать мощные магниты и тяжелые протоны для поиска новых частиц, хотя операции начнутся по крайней мере до 2070 года.
Согласно с обновлением CERN от марта 2023 года, организация тесно сотрудничает с государственными органами Франции и Швейцарии, чтобы гарантировать, что строительство FCC не нарушит местные общины и экосистемы. Он также исследует, как побочные продукты FCC, такие как отработанное тепло, могут использоваться для пользы соседним районам.
